热塑性淀粉/聚乙烯醇/蒙脱土三元纳米复合材料

用熔融挤出的方法制备了甘油塑化热塑性淀粉（TPS）/聚乙烯醇（PVA）/蒙脱土（MMT）纳米复合材料,添加蒙脱土和聚乙烯醇用以提高热塑性淀粉材料的力学性能。 在相对湿度50%的条件下,复合材料的XRD衍射谱图和透射电子显微镜测试表明,MMT以剥离状态均匀分布在TPS/PVA基体中;力学测试表明,当MMT的质量分数从0％增至5％时,复合材料的力学性能明显提高。 当蒙脱土的质量分数为3%时,复合材料最大抗张强度达到13.24 MPa,杨氏模量达到61.46 MPa。 这说明蒙脱土在复合材料中可以起到物理交联点的作用,提高了复合材料的力学性能。     

蒙脱土纳米片增强的仿生结构强韧水凝胶薄膜

传统单网络水凝胶力学性能差,难以作为对力学强度和综合性能方面有高要求的硬脑膜修复材料使用。提高水凝胶的力学性能对于水凝胶的应用具有重要意义。本文通过蒸发诱导组装方法制备了聚乙烯醇/蒙脱土（PVA/MMT）水凝胶薄膜,该水凝胶薄膜具有优异的机械性能和抗疲劳性能。所制备的PVA/MMT水凝胶薄膜厚度为200 - 300 μm之间,断裂应力为9.5 ± 0.2 MPa、模量为9.0 ± 0.9 MPa、疲劳强度为1154.02 J?m-2,性能优于现有的生物聚合物水凝胶。加入蒙脱土（MMT）后,PVA/MMT水凝胶薄膜的机械性能得到提升。这得益于MMT在PVA/MMT水凝胶薄膜中形成有序的层状结构。PVA70/MMT30水凝胶薄膜借助戊二醛交联后,PVA和MMT之间形成C-O-C共价键,促使薄膜的机械性能进一步提高。     

碳网封装Fe3O4/还原氧化石墨烯锂离子电池负极材料

通过简单有效的溶剂热法将Fe3 O4颗粒与氧化石墨烯(GO)进行复合,得到Fe3 O4/GO复合材料.将Fe3 O4/GO与葡萄糖进行碾磨.在高温下将GO还原成还原氧化石墨烯(rGO)的同时在Fe3 O4/rGO表面制备网状结构的导电碳层,得到三维网络传输结构C/Fe3 O4/rGO复合材料.由碳网和还原氧化石墨烯组成...     

废旧锂离子电池基石墨烯/聚苯胺复合材料制备及其电化学性能研究

以废旧手机锂离子电池回收的负极石墨粉制备的氧化石墨烯(GO)和苯胺单体为原料,利用GO活化H_2O_2产生的·OH为氧化剂,采用原位复合法制备了不同质量比的石墨烯/聚苯胺复合材料,通过FTIR、XRD和SEM对其进行了表征,并利用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等对其电化学性能进行测试。结果表明,该类石墨烯/聚苯胺复合材料具有良好的电化学性能,当电流密度为100mA/g时,质量比为1∶10制备的石墨烯/聚苯胺复合材料(rGO/PANI-10)的比电容达到481F/g,较石墨烯比容量(161F/g)提高了199%,较聚苯胺比容量(351F/g)提高了37%;在500mA/g电流密度下,rGO/PANI-10充放电循环1000圈后,电容保持率为77%,表现出较好的循环稳定性。     

聚甲基乙撑碳酸酯/氧化石墨烯纳米复合材料的制备及性能研究

本文采用改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO),通过原子力显微镜对GO片层形貌进行表征;以聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)、聚乙烯醇(PVA)和氧化石墨烯(GO)为原料,采用溶液和熔融共混法相结合,制备PPC/PVA/GO纳米复合材料,研究其力学性能、热学性能和动态流变行为。结果表明,当GO含量为0.5 wt%时,拉伸强度达到了22.03 MPa,与纯PPC相比提高了25.8%;当GO含量增大到1.0 wt%时,拉伸强度开始降低;断裂伸长率随GO的加入呈现降低的趋势。GO含量为1.0%时复合材料的热学性能最好,与纯PPC相比,复合材料的完全热分解温度从350℃提高到了400℃以上,并且热分解速率下降了12%/min;复合材料的复数黏度、储能模量和损耗模量随PVA及GO的引入也有一定程度的提高。     

氧化石墨烯浓度对还原氧化石墨烯/ZnS电化学性能的影响

以氧化石墨烯(GO)、乙酸锌(Zn(CH₃COO)₂)和硫脲为原料,采用水热法成功制备了还原氧化石墨烯/ZnS(rGO/ZnS)复合材料,并将该材料用作锂离子电池负极。高导电性的 rGO可以为锂离子和电子的传输提供有效的路径,ZnS可以提供较高的理论比容量。rGO/ZnS复合材料在rGO与纳米级高度分散的类球形ZnS颗粒协同作用下展现了较好的嵌锂容量和循环性能。当GO质量浓度为2 mg·mL^-1时制备的rGO/ZnS复合材料的倍率性能最好,循环稳定性最佳。     

六水合硝酸镁增塑改性淀粉-聚乙烯醇复合膜的合成与性能

以六水合硝酸镁[Mg(NO₃)₂·6H₂O]为增塑剂, 采用流延法制备了增塑改性的淀粉-聚乙烯醇(PVA)复合膜, 并研究了改性后淀粉-PVA复合膜的性能. 研究结果表明, Mg(NO₃)₂·6H₂O与淀粉和PVA发生一定的相互作用, 破坏了淀粉和PVA中的结晶结构. 因此, Mg(NO₃)₂·6H₂O的加入可提高淀粉与PVA间的相容性, 改变了淀粉-PVA复合膜的力学性能, 使其拉伸强度下降, 断裂伸长率提高.     

聚乳酸/矿物填料复合材料的示差扫描量热研究

通过熔融共混法制备了一系列聚乳酸(PLA)/矿物填料复合材料.采用示差扫描量热(DSC)研究了含有碳酸钙(CaCO3)、蒙脱土(MMT)和凹凸棒土(AT)的聚乳酸复合材料在不同热历程中的结晶和熔融行为.研究发现,MMT和AT对PLA的慢速降温结晶无明显影响,而碳酸钙在慢速降温过程中能够有效促进PLA结晶;在2.5 K/min的降温速率下,结晶热焓随碳酸钙含量增加而增加;填料种类和含量会对复合材料升温过程的冷结晶和熔融产生较大影响,低含量矿物填料主要对PLA的冷结晶起成核作用,其中MMT成核效果最好.较高含量下不同填料会对PLA晶体形态产生影响,从而得到多样的DSC曲线变化.     

壳聚糖辅助剥离石墨烯应用于增强聚乙烯醇薄膜

本文以石墨粉为原料,羧甲基壳聚糖(CS)作为助剥离剂和稳定剂,通过湿法机械球磨剥离出具有良好分散性的石墨烯,放置5个月仍无沉降.使用XRD,UV-Vis和SEM等表征手段对其剥离情况及形貌进行分析.并进一步将其作为增强填料改性PVA薄膜,采用流延法制备出一系列不同比例的石墨烯-羧甲基壳聚糖/PVA复合膜,通过SEM、拉...     

石墨烯及其聚合物复合材料

近些年来,石墨烯以其独特的结构和优异的性质成为备受瞩目的研究前沿和热点。石墨烯作为纳米增强组分,少量添加可以使聚合物的物理性能得到大幅地提高。本文就石墨烯及其在聚合物复合材料的研究进展进行了综述,着重阐述了现已工业化制备石墨烯的氧化还原法,以及石墨烯/聚合物复合材料的制备方法(溶液共混、原位聚合和熔融共混)和性能(电学性能、导热性能、力学性能、热性能以及气体阻隔性能),并指出其待解决的关键技术及工业化前景。     

淀粉添加量和增塑剂对聚乙烯醇/淀粉复合材料结构与性能影响

近些年来，由于不可再生资源的消耗问题以及塑料垃圾等造成的白色污染等环境问题，人们对绿色环保产品的需求日益增长，高性能生物降解材料的开发受到越来越多的关注。采用醇解度适中的1788型聚乙烯醇(PVA1788)和玉米淀粉为原料，添加少量甘油与氯化钙，通过溶液流延法制得了聚乙烯醇/淀粉(PVA/ST)复合材料。研究了淀粉添加量以及增塑剂配比对PVA/ST复合材料结构与性能的影响。结果表明：淀粉的加入会导致PVA的结晶度明显下降，黏度提高，同时因为淀粉的高脆性，导致复合材料模量明显提高，力学性能明显下降；而加入的甘油和氯化钙作为增塑剂，能够减弱PVA和ST的分子间作用力，降低结晶度，提高材料的柔韧性。当加入甘油与氯化钙的比例均为PVA和ST总含量的10%时，复合材料的力学性能最优，拉伸强度约为16 MPa,断裂伸长率约为410%。     

基于石墨烯/纳米金/壳聚糖复合膜固定化酶的有机磷生物传感器

将乙酰胆碱酯酶(AChE)固定到还原态氧化石墨烯(rGO)/纳米金(Au NPs)/壳聚糖(CS)复合膜修饰的玻碳电极表面,制备了高灵敏度的电化学生物传感器,用于有机磷农药的检测。由于rGO具有较大的比表面积和良好的导电性,复合材料不仅为保持AChE的生物活性提供了良好的生物相容环境,而且rGO/Au NPs的协同作用也提高了传感器的灵敏度。CS/SiO2复合溶胶-凝胶网格状的结构为酶的固定化提供了良好的载体。农药抑制率与乐果浓度的负对数在0.1~10.0ng/mL范围内呈线性关系,检出限为0.02ng/mL(S/N=3)。     

基于还原态氧化石墨烯/纳米金/壳聚糖复合膜固定化酶的有机磷生物传感器

将乙酰胆碱酯酶(AChE)固定到还原态氧化石墨烯(rGO)/纳米金(Au NPs)/壳聚糖(CS)复合膜修饰的玻碳电极表面,制备了高灵敏度的电化学生物传感器,用于有机磷农药的检测。由于rGO具有较大的比表面积和良好的导电性,复合材料不仅为保持AChE的生物活性提供了良好的生物相容环境,而且rGO/Au NPs的协同作用也提高了传感器的灵敏度。CS/SiO2复合溶胶-凝胶网格状的结构为酶的固定化提供了良好的载体。农药抑制率与乐果浓度的负对数在0.1~10.0ng/mL范围内呈线性关系,检出限为0.02ng/mL(S/N=3)。     

三维石墨烯-聚合物复合材料制备方法研究进展

石墨烯是一种具有蜂窝状结构的二维纳米碳材料,具有高的比表面积、优异的导电/热性和理想的机械强度,因而被广泛用作聚合物基复合材料的增强填料。将二维石墨烯片构筑成三维石墨烯,既能充分发挥二维石墨烯片的性质,又能具备三维材料的特性。聚合物填充三维石墨烯制备的实心三维石墨烯-聚合物复合材料(Three-Dimensional Graphene-Polymer Composites,3DGPCs),可实现石墨烯在基体中的均匀分散,制备具有优异力学性能的导电、导热复合材料。以石墨烯三维网络为骨架制备的多孔3DGPCs具有高孔隙率、大比表面积和高电子传输能力等特性,可广泛应用于能量存储、环境保护、传感、电磁屏蔽和油污清理等领域。本文综述了3DGPCs的制备方法,并评述了制备3DGPCs所面临的挑战及发展前景。     

石墨烯分散液及其组装膜的性能

通过对比表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙烯醇(PVA)对石墨烯的分散能力,发现SDS可有效避免石墨烯片层之间的团聚,使得石墨烯在水溶液中分散得更加均匀.将浓度分别为0.39和0.30 mg/m L的石墨烯(G)和石墨烯片(GF)的SDS分散液旋涂在ITO电极表面制备出G膜和GF膜.透射电子显微镜和原子力显微镜观测结果表明,两类石墨烯膜均呈现出纱状透明的片状结构,同时具有石墨烯特有的褶皱.在石墨烯膜上继续进行钌配合物分子膜的自组装实验,得到G/Ru复合膜和GF/Ru复合膜.采用循环伏安法及紫外-可见吸收光谱法对石墨烯复合膜进行光电化学分析,结果表明石墨烯膜与钌配合物分子膜的复合可有效加强薄膜对太阳光的吸收.     

石墨烯及其聚合物纳米复合材料

石墨烯是一种新型的二维纳米碳材料,具有优异的机械性能、电性能和热性能等,是聚合物纳米复合材料的理想填料。近年来,石墨烯/聚合物纳米复合材料成为聚合物基纳米复合材料的研究热点。本文对石墨烯及其聚合物纳米复合材料的研究进展进行了综述。首先概述了石墨烯的不同制备方法及石墨烯的共价与非共价改性途径。然后重点总结了石墨烯/聚合物纳米复合材料的常用制备方法及其机械性能、导电性、导热性、耐热性及阻隔性能。最后,对该领域所存在的问题进行了总结,并展望了其发展趋势。     

氧化石墨烯增强卡拉胶复合膜的制备与性能

在Hummers法基础上制得了氧化石墨烯(GO), 采用流延法制备了氧化石墨烯/κ-卡拉胶(GO/κ-Car)复合膜材料. 结合红外光谱、 扫描电子显微镜及热重分析对其结构进行表征. 探讨了不同条件所得膜的成膜性、 溶解性、 透气性和力学性能, 得到性质稳定GO/κ-Car复合膜的制备条件为15.0 g 3%的κ-Car溶液、0.040 g GO粉末及5.0 g 8%的PVA溶液于75 ℃搅拌混合5 h后, 流延铺平, 于30 ℃烘干6.5 h. GO质量分数为5%的GO/κ-Car复合膜的最大负荷、 拉伸强度及杨氏模量分别是对照组κ-Car膜的1.5倍、 1.5倍和1.6倍. 同时, GO/κ-Car复合膜具有较强的透气性能, 且保留了κ-Car清除羟基自由基的生物性能.     

聚乙烯醇/层状双金属氢氧化物复合膜的原位制备及其性能研究

采用一步水热法,原位制备了聚乙烯醇(PVA)/层状双金属氢氧化物(LDH)复合材料(PVA/LDH).与溶液共混法相比,原位生成法具有实验操作简单、制备周期短等优势.广角X射线衍射(WXRD)结果显示,利用该方法可在PVA溶液中原位生成晶型完整的LDH片状粒子.与溶液共混法制备所得复合体系的流变行为不同,原位合成体系在低剪切速率下的表观黏度随LDH含量的增加而下降.得益于LDH在PVA中的良好分散,填料含量为1.0 wt％时,复合膜的力学拉伸强度及弹性模量较纯PVA膜分别提高105.40％和133.20％.在保持复合材料高透光性基础上,薄膜的耐水性也有一定的提升,但其耐水蒸汽的提高仅当LDH含量达3.0 wt％才有所体现.     

聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮碱性复合膜的制备及其性能

通过在不同浓度KOH溶液中进行掺杂,制备出了聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮(PVA/PVP)碱性聚合物电解质膜.详尽考察了膜的组成、微观结构、热稳定性、离子电导率和甲醇吸收率.结果表明,PVA与PVP两者具有较好的相容性,当m(PVA)∶m(PVP)=1∶0.5时,膜断面致密、均匀,未发生大尺度相分离.PVP的混入可以极大提高复合膜的电导率和热稳定性.当m(PVA)∶m(PVP)=1∶1时,复合膜的电导率可达2.01×10-3 S.cm-1.PVA/PVP/KOH膜的甲醇吸收率随温度的升高没有明显变化,100℃时其甲醇吸收率仅为同条件下Nafion 115膜的1/4.这表明该复合膜有望作为一种新型的碱性直接甲醇燃料电池用固体电解质膜且可提高膜的使用温度.     

燃料电池用聚乙烯醇基碱性聚合物电解质膜的制备及其性能

通过在不同浓度KOH溶液中进行掺杂,制备出了聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮(PVA/PVP)和聚乙烯醇/聚乙二醇二甲醚(PVA/PEGDE)碱性聚合物电解质膜详细考察了膜的外观形貌、微观结构、热稳定性、离子电导率和化学稳定性等.结果表明,PVA与PVP以及PEGDE具有很好的相容性,所制备的复合膜断面致密...