先進(jìn)材料導(dǎo)論

石墨烯導(dǎo)電高分子復(fù)合材料研究進(jìn)展摘要：本文綜述了有關(guān)填充型導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的研究進(jìn)展及其應(yīng)用，重點(diǎn)介紹并比較了石墨烯/聚合物導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的制備方法，討論了石墨烯的功能化改性處理。關(guān)鍵詞：石墨烯；導(dǎo)電高分子；制備方法；改性導(dǎo)電高分子復(fù)合材料自1977年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)［1］,得到了科學(xué)家的廣泛關(guān)注。導(dǎo)電高分子材料按自身結(jié)構(gòu)和制備方法不同可分為結(jié)構(gòu)型（本征型）和復(fù)合型兩大類(lèi)，其中復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料因其制備工藝簡(jiǎn)便，性能優(yōu)越，具有較強(qiáng)的實(shí)用性而受到工業(yè)界更為廣泛的關(guān)注。目前制備導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的填料主要有碳系材料和金屬系材料兩大類(lèi)，碳系材料中的炭黑、石墨、碳納米管多年來(lái)憑借其優(yōu)異性能而得到廣泛應(yīng)用，近年來(lái)石墨烯憑借其優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能及優(yōu)異的機(jī)械特性而得到更廣泛的研究。本文對(duì)石墨烯導(dǎo)電高分子復(fù)合材料研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。1石墨烯簡(jiǎn)介自2004年石墨烯（GrapheneGr）被英國(guó)曼徹斯特大學(xué)兩位科學(xué)家AndrewGeim和KonstantinNovoselov⑵用一種簡(jiǎn)單的膠帶剝離方法首次制得后，石墨烯便成為科學(xué)家研究的新寵。石墨烯是一種由單層碳原子緊密堆積排列具有二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)的新材料網(wǎng)厚度只有原子直徑大?。s為0.35nm）,是目前世界上已知的最薄的二維材料［4］。在石墨烯中，相鄰兩個(gè)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合，每個(gè)碳原子發(fā)生sp2雜化，這使得每個(gè)碳原子剩余的p軌道上都有一個(gè)電子，這些電子之間相互作用，在石墨烯垂直平面上形成一個(gè)無(wú)窮大的離域大冗鍵，在這個(gè)大冗鍵中電子可自由移動(dòng)，這就使得石墨烯電導(dǎo)率能高達(dá)到106s/M5］。石墨烯獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征，使其在能源電池［6?8］、電容導(dǎo)體［9~11］、傳感原器件［12］、吸波材料［13］、防腐材料［14］等領(lǐng)域有十分廣泛的應(yīng)用前景。以石墨烯為填料可大大改善聚合物的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及力學(xué)性能。目前，制備石墨烯的方法主要有化學(xué)還原法及物理剝離法。物理剝離法是通過(guò)超聲剝離等機(jī)械手段對(duì)石墨進(jìn)行剝離以得到片層石墨烯?；瘜W(xué)還原法中應(yīng)用比較廣泛的是利用Hummers法：先將石墨氧化成氧化石墨（GO）,然后將GO通過(guò)還原劑（如水合肥、硼氫化鈉等）還原成Gr0除了以上較基本的兩種途徑外，還有電泳沉淀法［15］、碳管轉(zhuǎn)換法［16］等新穎的方法來(lái)制備高導(dǎo)電性能的石墨烯02石墨烯/聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法制備石墨烯/聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料最重要的是提高石墨烯在聚合物基體中的分散程度，這是因?yàn)槭┑谋缺砻娣e很大，片層之間較強(qiáng)的范德華力使得其極易團(tuán)聚［17］。所以通常要采用機(jī)械攪拌、超聲分離和加入表面活性劑對(duì)石墨烯表面進(jìn)行修飾等方法來(lái)提高石墨烯在聚合物基體中的分散性。從石墨烯與聚合物基體的相互作用的本質(zhì)上來(lái)看，上述方法可分為物理混合和化學(xué)復(fù)合兩類(lèi)。本文中主要介紹熔融共混法、溶液共混法、原位聚合法、原位還原法以及聚合物插層法。熔融共混法熔融共混法通常是將GO經(jīng)過(guò)剝離及還原制成Gr,然后將Gr加入到粘流狀態(tài)的聚合物基體中，通過(guò)密煉、擠出、注塑和吹塑成型制得復(fù)合材料。洪江彬等［18］以聚碳酸酯（PC）為基體材料，采用熔融共混法制備了Gr微片/PC、炭黑/PC、Gr微片母料/PC導(dǎo)電復(fù)合材料，并研究不同導(dǎo)電填料對(duì)導(dǎo)電性能的影響。結(jié)果表明，通過(guò)控制加工工藝可以有效避免Gr微片結(jié)構(gòu)在熔融加工過(guò)程中的破壞，使得Gr能均勻分散在基體中，同時(shí)復(fù)合材料電導(dǎo)率能達(dá)到1.210-4s/cm,Gr微片母料導(dǎo)電復(fù)合材料滲濾閥值約為3%（體積分?jǐn)?shù)）。Yan等［19］將體積分?jǐn)?shù)為1.38%的石墨烯和聚苯胺12（PA12）熔融共混，成功制得高導(dǎo)電性的Gr/PA12二元納米復(fù)合材料，純PA12材料的電導(dǎo)率為2.810-14s/m,研究表明Gr/PA12復(fù)合材料的電導(dǎo)率迅速增加到6.710-2s/m,同時(shí)其滲濾閥值僅為0.3%（體積分?jǐn)?shù)）。熔融共混法要使各組分混合均勻，復(fù)合體系就必須進(jìn)行混合，但如果混合溫度過(guò)高就會(huì)破壞Gr填料在體系中的分布、結(jié)構(gòu)及取向，從而影響復(fù)合材料的導(dǎo)電性能，所以必須嚴(yán)格控制混合工藝的條件。同時(shí)為了保持導(dǎo)電復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)完整，在擠出時(shí)受應(yīng)力要足夠小，剪切速度要盡可能低，因此使用熔融共混法時(shí)選擇合適的混煉工藝是十分重要的。溶液共混法溶液共混法通常是將Gr穩(wěn)定的分散在有機(jī)溶劑中，然后將聚合物基體加入到Gr分散液中；也有將聚合物基體分散于有機(jī)溶劑中，再向分散液中加入Gr0再通過(guò)機(jī)械攪拌、超聲分散以及冷凍干燥等技術(shù)制得Gr/聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料。一般來(lái)說(shuō)，采用溶液共混法制得的導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電性要比采用熔融共混法制得的材料高。相比較熔融共混法，溶液共混法通過(guò)機(jī)械攪拌或超聲分散等一些物理手段能將石墨烯更均勻地分散于聚合物基體中。AhmedSWajid等［20］通過(guò)將聚乙烯基叱咯烷酮（PVP）分別溶于乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺、二甲亞碉中，然后將膨脹石墨加入到PVP溶液中，室溫下通過(guò)超聲處理直接將膨脹石墨剝離成片層Gr,通過(guò)離心、冷凍干燥處理驗(yàn)證了PVP的存在有利于石墨烯在溶劑中的分散，同時(shí)對(duì)Gr/PVP復(fù)合材料的導(dǎo)電性能進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)Gr體積分?jǐn)?shù)為0.27%時(shí)電導(dǎo)率比純PVP材料提升了7個(gè)數(shù)量級(jí)。Pang等［21］在200c下制備溶劑為水/乙醇具有隔離結(jié)構(gòu)的Gr/超高分子量聚乙烯納米復(fù)合材料，其電導(dǎo)率從10-8s/m（Gr體積分?jǐn)?shù)為0.06%）增加到0.076s/m（Gr體積分?jǐn)?shù)為0.15%）,滲濾閥值僅為0.070%（體積分?jǐn)?shù)）。原位聚合法所謂原位聚合法就是將Gr與聚合物單體混合，然后通過(guò)加入引發(fā)劑等方法使單體聚合，最后制得Gr/聚合物復(fù)合材料。這種方法可以較為顯著地增強(qiáng)Gr與基體之間的相互作用，對(duì)電導(dǎo)率的提高有一定的作用。原位聚合法可一定程度上在Gr和聚合物基體間引入化學(xué)鍵，這些化學(xué)鍵的引入對(duì)導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及機(jī)械性能都是有幫助的。Sumanta等［22］以過(guò)硫酸?。ˋPS）為引發(fā)劑，將聚叱咯（PPy）和聚苯胺（PAIN）單體加入到Gr/改性Gr分散液中進(jìn)行聚合反應(yīng)，制得Gr（改性Gr）/PPy復(fù)合材料，以及Gr（改性Gr）/PAIN復(fù)合材料，其中采用了十六烷基三甲基澳化?。–TAB）對(duì)Gr進(jìn)行改性。通過(guò)對(duì)這兩類(lèi)復(fù)合材料的導(dǎo)電性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)改性Gr/PAIN的電導(dǎo)率達(dá)到了8.12s/cm,大于聚苯乙烯磺酸鈉（PSS）改性Gr/PAIN的電導(dǎo)率（其值為4.96s/cm）［23］。通過(guò)以上可看出通過(guò)原位聚合法制備Gr/聚合物復(fù)合材料過(guò)程中加入的表面活性劑不同對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性能有較大影響。原位還原法原位還原法實(shí)際上是利用GO易分散于溶劑中的性能，先將分散于溶劑中的GO加到聚合物基體分散液中，通過(guò)充分的攪拌、超聲振蕩等手段將GO與聚合物基體充分混合均勻，然后加入還原劑（如水合肥）對(duì)GO進(jìn)行充分還原,將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行干燥即得到Gr/聚合物復(fù)合材料。這與前三種方法相比，此法能將Gr均勻地分散于基體中，因此研究較為廣泛。Long等［24］將GO吸附在聚苯乙烯（PS）表面，制成GO/PS微球，再用維生素C對(duì)微球上GO進(jìn)行還原處理，最后在200c將Gr/PS熱壓成型制得所需的復(fù)合材料。通過(guò)對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性能進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)率達(dá)到了20.5s/m,滲濾閥值僅為0.08%（體積分?jǐn)?shù)）。Viet等［25］將GO與聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）乳液混合均勻，在80C下加入水合肥對(duì)GO還原處理3h制得Gr/PMMA聚合物，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)在Gr含量為2.7%（體積分?jǐn)?shù)）時(shí)電導(dǎo)率達(dá)到64s/m,滲濾閥值為0.18%（體積分?jǐn)?shù)）。原位還原法的缺點(diǎn)就是GO的還原程度問(wèn)題，其中還原劑的選擇、還原溫度及還原時(shí)間的設(shè)定都會(huì)對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性能產(chǎn)生較大的影響?，F(xiàn)在較常用還原劑主要是水合肥、硼氫化鈉等，其他一些如維生素C［26］、L-抗壞血酸［27］等也相繼被研究使用。聚合物插層法聚合物插層法是指通過(guò)機(jī)械剪切力或溶劑作用將聚合物分子插入到Gr片層中去，從而得到Gr/聚合物復(fù)合材料。通過(guò)這種方法制得的復(fù)合材料中聚合物分子與Gr之間的相互作用更加顯著，因次通過(guò)此法能更加提升材料的各方面性能。Stankovich等［28］先用異氟酸苯酯對(duì)GO進(jìn)行改性處理，將處理后的GO與PS在極性非質(zhì)子溶劑二甲基甲酰胺（DMF）中進(jìn)行超聲混合處理，并用水合肥進(jìn)行化學(xué)還原，然后將所得樣品烘干并熱壓成型，制得Gr/PS導(dǎo)電復(fù)合材料。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)Gr的加入使復(fù)合材料的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能明顯增強(qiáng)，其導(dǎo)電性能與碳納米管復(fù)合材料相當(dāng)，復(fù)合材料的滲濾閥值為0.1%（體積分?jǐn)?shù)），導(dǎo)電率能達(dá)到0.1?1s/m。Ramanathan!^［29］將片層Gr分別插層填充入PMMA、聚丙烯晴（PAN）兩種基體中制得導(dǎo)電復(fù)合材料，結(jié)果表明復(fù)合材料的導(dǎo)電性能得到顯著的增強(qiáng)。3石墨烯的功能化改性處理在制備石墨烯/聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料的過(guò)程中都會(huì)涉及到一個(gè)重要的問(wèn)題，就是石墨烯與聚合物基體和溶劑的相容性。由于石墨烯片層間較強(qiáng)的范德華力使得其十分容易團(tuán)聚，同時(shí)結(jié)構(gòu)相對(duì)完整的石墨烯化學(xué)穩(wěn)定性高，與其他介質(zhì)的相互作用弱，因此純石墨烯在有機(jī)溶劑或是聚合物基體中的分散性差，這就導(dǎo)致復(fù)合材料的導(dǎo)電性較低。為了提高其分散性，必須對(duì)石墨烯進(jìn)行有效的功能化改性，引入一些特定的官能團(tuán)，這樣不僅可以提高石墨烯的分散性，同時(shí)引入的官能團(tuán)還能賦予石墨烯一些其他的性質(zhì)，拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。對(duì)石墨烯進(jìn)行功能化改性處理的方法有兩種：共價(jià)鍵改性和非共價(jià)鍵改性。非共價(jià)鍵改性依賴(lài)于冗-冗相互作用、氫鍵等分子間較弱的相互作用力，易被破壞。而共價(jià)鍵改性引入化學(xué)鍵，不易被破壞，因此得到更廣泛的研究。共價(jià)鍵改性石墨烯石墨烯的共價(jià)鍵功能化改性主要是通過(guò)石墨烯或石墨烯衍生物(如GO)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)，將有機(jī)高分子或小分子基團(tuán)通過(guò)共價(jià)鍵與石墨烯片層相連接。根據(jù)合成前驅(qū)體的種類(lèi)，共價(jià)鍵改性可分為GO的共價(jià)鍵修飾和非GO的共價(jià)鍵修飾。根據(jù)合成方法的不同可分為向石墨烯接枝法(graft-onto)和從石墨烯接枝法(graft-from)。氧化石墨烯的共價(jià)鍵修飾通過(guò)Hummers法制備GO引入各種含氧官能團(tuán)，并且可以通過(guò)其他化學(xué)反應(yīng)將這些含氧官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為多種其他官能團(tuán)，從而可以達(dá)到石墨烯與聚合物基體的成功復(fù)合。Wang等［30］通過(guò)GO上環(huán)氧官能團(tuán)的開(kāi)環(huán)反應(yīng)，用十八胺(ODA)對(duì)石墨烯單片層進(jìn)行修飾，修飾后的石墨烯能穩(wěn)定地分散在有機(jī)溶劑中，同時(shí)石墨烯的性質(zhì)未發(fā)生改變。在GO的共價(jià)鍵修飾中，向石墨烯接枝法(graft-onto)和從石墨烯接枝法(graft-from)這兩種方法是較常見(jiàn)的。前者首先合成末端帶有高活性官能團(tuán)的高分子鏈,然后通過(guò)偶聯(lián)反應(yīng)直接接枝到GO上，Salavagione等［31］通過(guò)酯化反應(yīng)將聚乙烯醇(PVA)與氧化石墨烯邊緣的羥基相連接，發(fā)現(xiàn)PVA的規(guī)整度對(duì)偶聯(lián)反應(yīng)的活性是有影響的，并且討論了該復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性及結(jié)晶性。Xu等［32］采用原位聚合法制備石墨烯/尼龍-6(PA6)復(fù)合材料，在發(fā)生原位聚合反應(yīng)的過(guò)程中，聚合物與GO竣基官能團(tuán)發(fā)生偶聯(lián)作用，同時(shí)改性GO的還原也在進(jìn)行中，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)PA6的接枝含量達(dá)到78%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，改性的石墨烯能穩(wěn)定分散在PA6中。向石墨烯接枝法的優(yōu)點(diǎn)是接枝之前可對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的表征，對(duì)接枝聚合物的結(jié)構(gòu)能夠精確可控。缺點(diǎn)主要是反應(yīng)條件苛刻以及由于位阻效應(yīng)導(dǎo)致的石墨烯表面接枝率低。而從石墨烯接枝法（graft-from）則是在GO上引入所需要的可進(jìn)一步修飾的官能團(tuán)，通過(guò)對(duì)這些官能團(tuán)的修飾，再?gòu)腉O上原位引發(fā)聚合。Shen等［33］首次采用原位自由基共聚的方法制備了具有雙親性聚合物功能化的石墨烯。他們首先通過(guò)化學(xué)氧化及超聲分離制備GO分散液，然后用硼氫化鈉還原GO制備結(jié)構(gòu)相對(duì)較完整的石墨烯。接下來(lái)，在自由基引發(fā)劑過(guò)氧化二苯甲酰（BPO）作用下，采用丙烯酰胺和苯乙烯與石墨烯進(jìn)行化學(xué)共聚反應(yīng)，獲得聚苯乙烯-b-聚丙烯酰胺（PS-b-PAM）嵌段共聚物改性的石墨烯。因?yàn)榫郾揭蚁┖途郾０贩謩e在極性溶劑和非極性溶劑中具有良好的溶解性，使得改性石墨烯既能分散于水中，也能分散于二甲苯中，該方法很好的改善了石墨烯在溶劑中的分散性。非氧化石墨烯的共價(jià)鍵修飾GO以及由其還原制備的石墨烯的導(dǎo)電性都是遠(yuǎn)小于完整的石墨烯，因此需要選擇新的制備方法來(lái)獲得導(dǎo)電性好且可加工的石墨烯復(fù)合材料。通過(guò)非氧化還原法能得到表面少缺陷或無(wú)缺陷的非氧化石墨烯（制備過(guò)程未經(jīng)過(guò)氧化還原過(guò)程）。與氧化還原法制備的石墨烯相比，這種石墨烯表面晶格完整，具有較高的導(dǎo)電性能。非氧化石墨烯獲得的最常用方法是直接剝離法。Hamilton等［34］將高定向熱解石墨（HOPG）在鄰二氯苯（ODCB）中進(jìn)行超聲離心處理，得到在有機(jī)溶劑中分散良好的石墨烯，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)石墨烯溶度可以達(dá)到0.03mg/mL,得到的石墨烯平均厚度在7~10nm問(wèn)，其中最薄的小于1nm,其寬度在100~500nm間,得到片層石墨烯即可對(duì)其表面進(jìn)行非氧化的共價(jià)鍵修飾。非共價(jià)鍵改性石墨烯非共價(jià)鍵功能化改性是指利用冗-冗相互作用、物理共混、氫鍵及離子鍵等非共價(jià)鍵相互作用，促使修飾分子對(duì)石墨烯表面進(jìn)行功能化改性，形成穩(wěn)定的分散體系的改性方法。非共價(jià)鍵的功能化改性常常應(yīng)用于制備石墨烯與其他物質(zhì)的雜化體系中，例如與聚合物、金屬、DNA和氧化物等。Dreyer等［35］利用異氟酸酯改性GO,分散在PS中，還原后得到石墨烯/PS導(dǎo)電復(fù)合材料，研究發(fā)現(xiàn)在添加1%（體積分?jǐn)?shù)）石墨烯時(shí)，常溫下PS的電導(dǎo)率能達(dá)到0.1s/m。同時(shí)石墨烯白^加入降低了PS的滲濾閥值。Li等［36］利用有大冗共腕結(jié)構(gòu)的聚乙快類(lèi)高分子PmPV與石墨烯間產(chǎn)生冗-冗相互作用，制備了PmPV改性的石墨烯，在有機(jī)溶劑中有較好的分散性。Patil等采用化學(xué)氧化的方法制備GO,加入新解螺旋的單鏈DNA,然后用肥類(lèi)還原，利用DNA與石墨烯間的氫鍵及靜電作用，制備了天然高分子非共價(jià)鍵修飾的石墨烯。該復(fù)合材料水溶液的溶度可達(dá)到0.5?2.5mg/mL,能穩(wěn)定存在較長(zhǎng)時(shí)間。4石墨烯/聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料的應(yīng)用導(dǎo)電高分子與石墨烯分別是具有一維與二維共腕結(jié)構(gòu)的功能材料。導(dǎo)電高分子具有獨(dú)特的光電性能與電化學(xué)性能，但其力學(xué)性能差，在去摻雜的狀態(tài)下幾乎不導(dǎo)電性。將石墨烯復(fù)合到導(dǎo)電高分子中能克服上述缺陷。因此，這類(lèi)復(fù)合材料在催化，傳感和能量轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)方面有著重要應(yīng)用。本報(bào)告將總結(jié)導(dǎo)電高分子/石墨烯復(fù)合材料的制備與表征技術(shù)，并利用其制備氣體與生物傳感器，太陽(yáng)能電池與燃料電池以及超級(jí)電容器。特別是基于導(dǎo)電高分子/石墨烯復(fù)合材料的超級(jí)電容器具有高的比電容，快速充放電性能和良好的電化學(xué)穩(wěn)定性。石墨烯為導(dǎo)電高分子提供了原位生長(zhǎng)基底，同時(shí)能有效地控制其微結(jié)構(gòu)。兩種材料的協(xié)同作用能提高其傳感性能。石墨烯/聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料的電導(dǎo)率與其使用環(huán)境（如溫度、濕度、氣體濃度等）、填料濃度等相關(guān)，因此可將導(dǎo)電復(fù)合材料用作溫度或濃度的敏感傳感器。改變復(fù)合材料中石墨烯填料的濃度可以制備適用于任何條件下的高電流或溫度傳感器。我國(guó)石墨礦資源豐富（約占世界儲(chǔ)量的2/3）,如何對(duì)其進(jìn)行高效利用是具有戰(zhàn)略性意義的重大課題。由石墨制取石墨烯及石墨烯基宏觀材料是實(shí)現(xiàn)其高效利用的有效途徑。石墨烯即單原子層石墨，是2004年才發(fā)現(xiàn)的新碳結(jié)構(gòu)。從分子的角度看，石墨烯是一種二維大分子。石墨烯性能優(yōu)異，是制備高強(qiáng)高模、高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱功能材料的新型構(gòu)筑單元。然而，石墨烯的難溶及無(wú)序團(tuán)聚等問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了其宏觀有序材料的發(fā)展。針對(duì)這些問(wèn)題我們做了一些研究工作。主要是發(fā)展了功能化石墨烯方法，制得了高溶解性石墨烯和氧化石墨烯，發(fā)現(xiàn)了氧化石墨烯的液晶性，用液晶紡絲制備了連續(xù)的純石墨烯纖維，用功能化石墨烯紡絲獲得了連續(xù)的仿貝殼層狀結(jié)構(gòu)纖維。復(fù)合纖維強(qiáng)度高、韌性好、可導(dǎo)電、仿腐蝕能力強(qiáng)，應(yīng)用面廣。5結(jié)語(yǔ)石墨烯/聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料在實(shí)際應(yīng)用及理論研究中都有重大的意義，在某些領(lǐng)域石墨烯/聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料扮演著更加重要的角色，但真正實(shí)現(xiàn)石墨烯/聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料的工業(yè)化生產(chǎn)還需要解決一些問(wèn)題：首先是改進(jìn)復(fù)合材料的制備方法，改善石墨烯在聚合物基體中的分散狀態(tài)，確定其在得到較好導(dǎo)電性能的同時(shí)降低其滲濾閥值，盡可能的使復(fù)合材料的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能及力學(xué)性能得到最優(yōu)化的結(jié)合，對(duì)石墨烯進(jìn)行化學(xué)改性能提高其在基體中的分散性，但改性劑對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能及力學(xué)性能有怎樣的影響還需進(jìn)行更深層次的研究。其次，石墨烯填料在導(dǎo)電高分子材料具體的導(dǎo)電機(jī)理如何，石墨烯與聚合物基體之間的相互作用機(jī)理等尚未有十分明確的解釋?zhuān)孕柽M(jìn)行大量的研究。6致謝感謝楊勇老師和付永勝老師的悉心教導(dǎo)，使我在先進(jìn)材料導(dǎo)論這門(mén)課學(xué)習(xí)到了與自己研究領(lǐng)域不同的知識(shí)，獲益匪淺。對(duì)于此次老師布置的作業(yè)，由于不是所學(xué)專(zhuān)業(yè)，所以自己的觀點(diǎn)較少，更多的是借鑒與學(xué)習(xí)，希望老師您的理解。祝老師們身體健康，工作順利。參考文獻(xiàn)[1]ShirakawaH,LouisEJ,MacDiarmidAG,etal.Synthesisofelectricallyconductingorganicpolymers:halogenderivativesofpolyacetylene,(CH)x[J].JournaloftheChemicalSociety,ChemicalCommunications,1977,16:578.[2]NovoselovKS,GeimAK,MorozovSV,etal.Electricfieldeffectinatomicallythincarbonfilms[J].Science,2004,306(5696):666~669.[3]LiD,KanerRB.Materialsscience.Graphene-basedmaterials[J].Science,2008,320(5880):1170~1171.[4]RaoCNR,BiswasK,SubrahmanyamKS,etal.Graphene,thenewnanocarbon[J].JournalofMaterialsChemistry,2009,19(17):2457.[5]KimKS,ZhaoY,JangH,etal.Large-scalepatterngrowthofgraphenefilmsforstretchabletransparentelectrodes[J].Nature,2009,457(7230):706~710.[6]IwanA,Chuchma&A.Perspectivesofappliedgraphene:Polymersolarcells[J].ProgressinPolymerScience,2012,37(12):1805~1828.[7]Pan.Z,Gu.H,Wu.M-T,etal.Graphene-basedfunctionalmaterialsfororganicsolarcells[Invited][J].2012,2:814~824.[8]YinL,WangJ,LinF,etal.Polyacrylonitrile/graphenecompositeasaprecursortoasulfur-basedcathodematerialforhigh-raterechargeableLSbatteries[J].Energy&EnvironmentalScience,2012,5(5):6966.[9]ChenK,ChenL,ChenY,etal.Three-dimensionalporousgraphene-basedcompositematerials:electrochemicalsynthesisandapplication[J].JournalofMaterialsChemistry,2012,22(39):20968.[10]LiuY,ZhangY,MaG,etal.Ethyleneglycolreducedgrapheneoxide/polypyrrolecompositeforsupercapacitor[J].ElectrochimicaActa,2013,88:19-525.[11]VivekchandSRC,RoutC,SubrahmanyamKS,etal.Graphene-basedelectrochemicalsupercapacitors[J].JournalofChemicalSciences,2008,120(1):9~13.[12]DasS,WajidAS,BhattachariaSK,etal.ElectrospinningofPolymerNanofibersLoadedwithNoncovalentlyFunctionalizedGraphene[J].JournalofAppliedPolymerScience,2013,128(6):4040~4046.[13]賈海鵬,蘇勛家，侯根良,等.石墨烯/聚合物納米復(fù)合材料制備與微波吸收性能研究進(jìn)展[J].化工學(xué)報(bào)，2012,63(6).[14]ChangC-H,HuangT-C,PengC-W,etal.Novelanticorrosioncoatingspreparedfrompolyaniline/graphenecomposites[J].Carbon,2012,50(14):5044~5051.[15]ChenY,ZhangX,YuP,etal.Stabledispersionsofgrapheneandhighlyconductinggraphenefilms:anewapproachtocreatingcolloidsofgraphenemonolayers[J].ChemCommun(Camb),2009,30:4527?4529.[16]GeorgiosK.D,EmmanuelT,etal.PillaredGraphene:ANew3-DNetworkNanoostructureforEnhancedHydrogenStorage[J].NanoLetters,2008,8(10):3166-3170.[17]蔣靜，賈紅兵,王經(jīng)逸，等.石墨烯/聚合物復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J].合成橡膠工業(yè)，2011,34(6):8.[18]洪江彬，吳敬裕，陳國(guó)華.聚碳酸酯/石墨烯微片復(fù)合材料的制備及其導(dǎo)電性[J].塑料，2012,41(4):3.[19]YanD,ZhangHB,JiaY,etal.Improvedelectricalconductivityofpolyamide12/graphenenanocompositeswithmaleatedpolyethylene-octenerubberpreparedbymeltcompounding[J].ACSApplMaterInterfaces,2012,4(9):4740?4745.[20]WajidAS,DasS,IrinF,etal.Polymer-stabilizedgraphenedispersionsathighconcentrationsinorganicsolventsforcompositeproduction[J].Carbon,2012,50(2):526~534.[21]PangH,ChenT,ZhangG,etal.Anelectricallyconductingpolymer/graphenecompositewithaverylowpercolationthreshold[J].MaterialsLetters,2010,64(20):2226~2229.[22]SahooS,BhattacharyaP,HatuiG,etal.Sonochemicalsynthesisandcharacterizationofamine-modifiedgraphene/conductingpolymernanocomposites[J].JournalofAppliedPolymerScience,2013,128(3):1476~1483.[23]TungNT,KhaiT,JeonM,etal.Preparationandcharacterizationofnanocompositebasedonpolyanilineandgraphenenanosheets[J].MacromolecularResearch,2011,19(2):203~208.[24]LongG,TangC,WongK-w,etal.Resolvingthedilemmaofgainingconductivitybutlosingenvironmentalfriendlinessinproducingpolystyrene/graphenecompositesviaoptimizingthematrix-fillerstructure[J].GreenChemistry,2013,15(3):821.[25]PhamVH,DangTT,HurSH,etal.Highlyconductivepoly(methylmethacrylate)(PMMA)-reducedgrapheneoxidecompositepreparedbyself-assemblyofPMMAlatexandgrapheneoxidethroughelectrostaticinteraction[J].ACSApplMaterInterfaces,2012,4(5):2630~2636.Fernandez-MerinoM.J.,GuardiaL.,etal.VitaminCIsanIdealSubstituteforHydrazineintheReductionofGrapheneOxideSuspensions[J].J.Phys.Chem.C,2010,114(14):6426?6432.Zh