隨著可穿戴電子設備的發(fā)展,人們對基于導電橡膠復合材料的柔性應變傳感器越來越關注。石墨烯（GE）的導電性能優(yōu)異、比表面積大,是制備導電橡膠復合材料的理想填料。對于橡膠/GE導電復合材料來說,填充大量的GE雖然能使其獲得高導電性能,但會增加成本和犧牲傳感等其他性能。本文采用聚氨酯（PU）海綿作為模板吸附氧化石墨烯（GO）,通過一種簡單的乙醇焰過程同時完成了模板的熱解和GO的還原,制得了石墨烯泡沫（GF）,進一步用澆鑄法制備了天然橡膠（NR）/GF復合材料,研究了 GO的吸附次數(shù)、PU模板的孔徑對NR/GF復合材料的導電性能和應變傳感性能等的影響。結(jié)果表明:隨著GO吸附次數(shù)的增加,NR/GF復合材料的電導率變大、應變靈敏度減小,在GF含量僅為0.2wt.%時,NR/GF復合材料的電導率就達到了 0.1 S/m;隨著GF孔徑的減小,NR/GF復合材料的導電性能變差,應變靈敏度減小;此外,NR/GF復合材料可作為柔性應變傳感器測試運動步數(shù)、手指彎曲和發(fā)音等。采用脫脂棉繃帶作為模板吸附GO,通過乙醇焰過程制備了二維網(wǎng)狀石墨烯（GM）,進一步制備了 NR/GM復合材料,研究了 GO的吸附次數(shù)對NR/... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

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【學位級別】：碩士

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圖１ＪＧＥ及其衍生物［２５］??ＧＥ可以通過物理和化學兩類方法進行制備

脅）？??ｍ?、你你??圖１ＪＧＥ及其衍生物［２５］??ＧＥ可以通過物理和化學兩類方法進行制備。物理方法有：微機械剝離法、液相剝??離法和氣相剝離法等１２６１。通過物理方法可以直接剝離石墨得到片層大、缺陷少的ＧＥ，??但該方法耗時較長，而且不能進行大批量生產(chǎn)�；瘜W方法有：化學氣相沉積法（ＣＶＤ）、??晶體外延生長法和氧化還原法等［２７］。其中，氧化還原法是最為常用和最有潛力量產(chǎn)ＧＥ??的方法。如圖１．２所示，氧化還原法的原理為，通過強質(zhì)子酸插層和強氧化劑氧化，在??石墨片層間引入含氧基團，從而擴大了其片層間距，再通過超聲等方法進一步剝離，得??到呈單片層的氧化石墨烯（ＧＯ），最后用水合肼等還原劑對ＧＯ進行還原，即可得到??ＧＥ１２８１。由于ＧＥ片層間強大的范德華力，單片層的ＧＥ容易堆疊，影響其優(yōu)異的性能。??氧化還原法過程中的中間產(chǎn)物ＧＯ含有很多極性基團

?橡膠／石墨烯導電復合材料的制備、性能及應用研究??如圖１．３所示，在氧化還原過程中，用改性劑對ＧＥ進行改性的方法主要有共價和??非共價改性兩類。共價改性發(fā)生在ＧＥ的苯環(huán)結(jié)構或含氧官能團上，伴有ＧＥ與改性劑??之間的反應，主要有親電加成、親核取代、加成反應、縮合反應等［２９］。共價改性后，??ＧＥ的碳原子由ｓｐ２雜化變成ｓｐ３雜化而失去導電的共軛結(jié)構。而非共價改性是利用范德??華力［＇靜電相互作用［３１］、氫鍵［３２］和ｗ相互作用［３３］等，使得改性劑吸附在ＧＥ上，在??防止ＧＥ片層堆疊的同時，不會破壞ＧＥ的共軛結(jié)構。因此，非共價改性可以使ＧＥ最??大程度上保留其原有的結(jié)構和性能。非共價改性常用的改性試劑有短鏈芳香族分子、生??物分子、高分子等。??？??Ｓｕｒｌａｃｔａｍｓ?Ｊｔ?Ｐｏｌｙｎｕｃｌｅａｒ??Ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄｓ?；?＾?＾?ａｒｏｍａｔｉｃ?ｒｉｎｇｓ??Ｃｈｒｏｍｏｐｈｊ．ｒｃ，??，：ｒｃｅ??ｉ）—??〇?丨ｙｎｉｅｒｓ??Ｃｏｖａｌｅｎｔ?Ｎｏｎ－ｃｏｖａｌｃｎｉ??圖１．３?ＧＥ的共價與非共價改性示意圖??１．３橡膠／ＧＥ導電復合材料的研宄進展??將ＧＥ填充于橡膠基體中制備復合材料，不僅豐富了?ＧＥ的應用領域也顯著地提升??了橡膠的性能

【參考文獻】：
期刊論文
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