生物基石墨烯分散劑在合成方面取得進(jìn)展

石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道形成的二維平面碳材料，自被發(fā)現(xiàn)以來，就因其優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和機(jī)械性能而引起了科學(xué)家的廣泛關(guān)注。將石墨烯作為一種碳填充劑均勻分散于高分子材料中，被認(rèn)為是一種制備高性能聚合物復(fù)合材料的有效方法。然而，由于石墨烯較高的比表面積和片層之間強(qiáng)烈的范德華作用力，它在大多數(shù)高分子聚合物體系中都表現(xiàn)出較差的分散性，以至于石墨烯本身優(yōu)異的綜合性能難以體現(xiàn)。因此，如何通過簡單可行的改性方法將石墨烯穩(wěn)定、均勻地分散在聚合物體系中顯得至關(guān)重要。

最近，中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所高分子事業(yè)部生物基高分子材料團(tuán)隊(duì)在劉小青研究員和朱錦研究員的帶領(lǐng)下，以可再生的沒食子酸為原料合成了一種新型的生物基環(huán)氧單體。研究發(fā)現(xiàn)，由于化學(xué)結(jié)構(gòu)特殊，該環(huán)氧單體在超聲波的作用下，可以通過π-π相互作用緊密的吸附在石墨烯片層表面，從而使其均勻、穩(wěn)定地分散于有機(jī)溶劑之中。在此基礎(chǔ)上，研究人員又將上述改性石墨烯加入商業(yè)化雙酚A類環(huán)氧樹脂中，制備得到了一種導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性優(yōu)異的石墨烯/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。結(jié)果表明，基于沒食子酸的環(huán)氧單體既可以起到均勻分散石墨烯的作用，同時也可以有效改善石墨烯與環(huán)氧樹脂基體的界面相互作用，是一種高效的石墨烯改性劑和分散劑。

相關(guān)結(jié)果發(fā)表在英國皇家化學(xué)學(xué)會（RSC）主辦的學(xué)術(shù)期刊JournalofMaterialsChemistryA上（DOI:10.1039/C3TA01700A）。授權(quán)國家發(fā)明專利1項(xiàng)（ZL201110118776.X）

該項(xiàng)研究工作得到了寧波材料所所長基金（Y00233QF08，基于單寧酸的環(huán)氧樹脂的合成）和寧波市自然科學(xué)基金（2011A610127）的支持。