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氧化石墨烯/高分子复合材料体系的应用及性能
应用-氧化石墨烯
GO加入高分子复合材料通常有如下应用目的：
a.提升材料的力学性能；
b.提升材料导电性；
c.提升材料阻隔性能；
d.提升材料的热稳定性和阻燃能力；
e.调节材料能级，应用于光电材料；
f.制备高分子刷，研究高分子结晶行为。
力学性能-氧化石墨烯
利用GO提升复合材料的力学性能是GO一个主要应用，关键是提高GO在复合材料中的分散性和调控GO与高分子基体间的相互作用。一般而言，加入GO可以显著增强复合材料的强度与韧性，且GO与高分子基体相容性越好，增强效果越明显；反之则效果降低，甚至会降低材料的韧性。由于RGO官能团较少，加入复合材料中在增强材料强度的同时通常降低韧性。
提升电学性能-石墨烯
单纯的导电聚合物在充放电循环的过程中通常稳定性较差，使得其在电容器电极等方面的应用受到了限制，开发具有优异导电性能的复合材料势在必行。石墨烯和导电聚合物共轭结构的相互作用可以增强基体导电性，同时又可以实现结构的增强。因此，导电聚合物与GO的复合成为一个研究热点。虽然GO本身并不导电，但是在高分子加工过程中可以部分还原GO，而导电填料与基体间的强界面作用以及导电填料在基体中良好的分散性能更有利于聚合物基体导电性能的提高。
提升阻隔性能-氧化石墨烯
使用高阻隔性能高分子薄膜，可防止由于氧气等气体的渗透而引起的微生物繁殖和封装内容的氧化；防止香味、溶剂等的流出，提高内容物的储存性。进一步提高薄膜阻隔性能十分必要。高阻隔性包装材料如乙烯-乙烯醇共聚物、聚偏氯乙烯、聚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯等与GO复合，可使复合材料的阻隔性能得到进一步提升。
提升热稳定性能-氧化石墨烯
GO在聚合物基体中可以限制聚合物链的流动性。在燃烧过程中，各向异性GO形成碳层网络，阻碍降解产物的逸出。还原后石墨烯还具有较高热导率，有助于燃烧区域聚集的热量扩散，因此GO/聚合物复合材料可用作阻燃材料。GO还可提高PS、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯等聚合物的耐热性。这是因为GO的含氧基团与聚合物的氢键配位后，使复合材料的自由离子量缩减，进而在一定程度上降低了复合材料的振动频率。
提升结晶性能-氧化石墨烯
聚合物的结晶过程会直接影响其加工性能，GO加入到聚合物中可以在复合体系中起到成核剂的作用，有效地改善聚合物的结晶过程。
提升导热性能-氧化石墨烯
GO可以用于提高环氧树脂、聚乙烯、聚酰胺等聚合物的导热性能。通常而言，碳基填料可以提高聚合物的导热系数，但无法像提高导电性那么明显，甚至低于有效介质理论。其原因可能是因为热能传递主要是以晶格振动的形式，填料与聚合物之间以及填料与填料之间较弱的振动模式也会增加热阻。
提升不同聚合物间相容性-石墨烯
不同高聚物间共混可明显提升其各种物理性能，具有广阔的使用范围。通过改变聚合物的类型和组分的配比来调控聚合物共混物的性能，可以综合利用各组分的性能，是一种非常有效和经济的方法，从而满足各种应用的特定要求。然而，简单的聚合物共混往往并不能满足性能要求，因为两种不相容的高聚物共混特别是混合焓比较大的共混胶，会发生明显的相分离。
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