石墨烯由于其较大的比表面积,再加上片层与片层之间容易产生相互作用,极易出现团聚现象,而且团聚体难以再分开,不仅降低了自身的吸附能力而且阻碍石墨烯自身优异性能的发挥,从而影响了石墨烯增强复合材料性能的改进。为了得到性能优异的石墨烯增强复合材料,科研工作者在克服石墨烯团聚、使其分散方面做了诸多研究。主要分散方法有:
1、机械分散法:利用剪切或撞击等方式改善石墨烯的分散效果。
2、超声分散法:利用超声的空化作用,以高能高振荡降低石墨烯的表面能,从而达到改善分散效果的目的。
3、微波辐射法:采用微波加热的方式产生高能高热用以克服石墨烯片层间的范德华力。
4、表面改性:这种改性属于物理方法,它能降低改性过程对石墨烯结构和官能团的影响。经过改性的石墨烯片层粒径小,呈现出褶皱的状态。
5、添加分散剂:一般来说石墨烯本身既不亲水又不亲油,常用的分散剂分子很难与石墨烯形成较强的物理吸附作用,对石墨烯的分散效果不好,必须采用特殊结构的分散剂才能分散和稳定石墨烯。相较于化学改性分散法,分散剂分散法主要基于范德华力和π-π相互作用等,可以避免破坏石墨烯片层表面的共轭结构,较好地保持石墨烯的特性,而且效率高,使用方便。
6、原位聚合法:先将纳米粒子在单体中均匀分散,然后再用引发剂引发聚合,使纳米粒子或分子均匀地分散在聚合物基体上并且形成原位分子聚合材料。
7、电荷吸引:制备出含有大量的含氧基团的氧化石墨烯,使得氧化石墨烯带有很强的负电荷。然后使铝粉表面带有正电荷,最后利用正负电荷吸引的方式来解决石墨烯的分散性问题。
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