【科普知识】石墨烯/高分子复合材料制备的三种方法特点

来源：中国复合材料学会

石墨烯是一种具有单原子厚度的二维碳纳米材料，具有优异的电学、光学、热学和力学性能，有比其它碳基材料(如碳纳米管、碳纤维、石墨)更大的比表面积，是制备各种高强度结构材料、催化剂、传感器和能源器件的理想材料。

石墨烯/高分子复合材料制备方法有三种，分别是溶液混合、熔融共混和原位聚合，三种方面各有所长，究竟哪一种最受大众的青睐，我们去一探究竟!

1、溶液混合

溶液混合是将石墨烯和高分子溶解在它们的良溶剂中，通过超声或剧烈搅拌得到均匀的混合溶液，然后采取脱除溶剂或沉淀的方法得到石墨烯高分子复合材料。溶液混合是常用的制备石墨烯与高分子复合材料的方法。此方法简单、直接、无需复杂设备，而且可以大批量制备，能广泛应用于工业生产中。

2、熔融共混

熔融共混是在相对高的温度下将填料与高分子基体进行混合。利用剧烈机械搅拌实现填料在基体中的均匀分散，增强填料与基体之间的界面结合作用。此种共混方法比较适合于热还原石墨烯或剥离石墨与热塑性高分子的混合。熔融共混比溶液混合更适合于工业化大批量生产，有效避免了溶剂的使用，从而达到经济、环保的要求。

熔融共混不能像溶液共混那样实现填料在基体中的良好分散，而且较高的剪切力可能对石墨烯片的尺寸与形貌造成影响，而这些因素与石墨烯和复合材料的性能均密切相关。

3、原位聚合

原位聚合是将高分子单体溶液和石墨烯溶液混合，加入一定的催化剂，并在合适条件(如温度、pH、电位)下进行聚合的一种方法。值得注意的是石墨烯与单体溶液的混合顺序、比例、浓度等都对聚合反应有着重要的影响。在石墨烯上修饰硬脂酸可以提高其在有机溶剂(如四氢呋喃，THF)中的溶解性。

尺有所短寸有所长，三种方法各有千秋。制备石墨烯/高分子复合材料的研究或许还有很长的路要走。

文章来源：贤集网

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