隨著可穿戴電子設(shè)備的發(fā)展,人們對(duì)基于導(dǎo)電橡膠復(fù)合材料的柔性應(yīng)變傳感器越來(lái)越關(guān)注。石墨烯（GE）的導(dǎo)電性能優(yōu)異、比表面積大,是制備導(dǎo)電橡膠復(fù)合材料的理想填料。對(duì)于橡膠/GE導(dǎo)電復(fù)合材料來(lái)說(shuō),填充大量的GE雖然能使其獲得高導(dǎo)電性能,但會(huì)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(guò)一種簡(jiǎn)單的乙醇焰過(guò)程同時(shí)完成了模板的熱解和GO的還原,制得了石墨烯泡沫（GF）,進(jìn)一步用澆鑄法制備了天然橡膠（NR）/GF復(fù)合材料,研究了 GO的吸附次數(shù)、PU模板的孔徑對(duì)NR/GF復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和應(yīng)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(fù)合材料的電導(dǎo)率變大、應(yīng)變靈敏度減小,在GF含量?jī)H為0.2wt.%時(shí),NR/GF復(fù)合材料的電導(dǎo)率就達(dá)到了 0.1 S/m;隨著GF孔徑的減小,NR/GF復(fù)合材料的導(dǎo)電性能變差,應(yīng)變靈敏度減小;此外,NR/GF復(fù)合材料可作為柔性應(yīng)變傳感器測(cè)試運(yùn)動(dòng)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(guò)乙醇焰過(guò)程制備了二維網(wǎng)狀石墨烯（GM）,進(jìn)一步制備了 NR/GM復(fù)合材料,研究了 GO的吸附次數(shù)對(duì)NR/... 

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圖１ＪＧＥ及其衍生物［２５］??ＧＥ可以通過(guò)物理和化學(xué)兩類方法進(jìn)行制備

脅）？??ｍ?、你你??圖１ＪＧＥ及其衍生物［２５］??ＧＥ可以通過(guò)物理和化學(xué)兩類方法進(jìn)行制備。物理方法有：微機(jī)械剝離法、液相剝??離法和氣相剝離法等１２６１。通過(guò)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(shí)較長(zhǎng)，而且不能進(jìn)行大批量生產(chǎn)�；瘜W(xué)方法有：化學(xué)氣相沉積法（ＣＶＤ）、??晶體外延生長(zhǎng)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(guò)強(qiáng)質(zhì)子酸插層和強(qiáng)氧化劑氧化，在??石墨片層間引入含氧基團(tuán)，從而擴(kuò)大了其片層間距，再通過(guò)超聲等方法進(jìn)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(duì)ＧＯ進(jìn)行還原，即可得到??ＧＥ１２８１。由于ＧＥ片層間強(qiáng)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(guò)程中的中間產(chǎn)物ＧＯ含有很多極性基團(tuán)

?橡膠／石墨烯導(dǎo)電復(fù)合材料的制備、性能及應(yīng)用研究??如圖１．３所示，在氧化還原過(guò)程中，用改性劑對(duì)ＧＥ進(jìn)行改性的方法主要有共價(jià)和??非共價(jià)改性兩類。共價(jià)改性發(fā)生在ＧＥ的苯環(huán)結(jié)構(gòu)或含氧官能團(tuán)上，伴有ＧＥ與改性劑??之間的反應(yīng)，主要有親電加成、親核取代、加成反應(yīng)、縮合反應(yīng)等［２９］。共價(jià)改性后，??ＧＥ的碳原子由ｓｐ２雜化變成ｓｐ３雜化而失去導(dǎo)電的共軛結(jié)構(gòu)。而非共價(jià)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(shí)，不會(huì)破壞ＧＥ的共軛結(jié)構(gòu)。因此，非共價(jià)改性可以使ＧＥ最??大程度上保留其原有的結(jié)構(gòu)和性能。非共價(jià)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(jià)與非共價(jià)改性示意圖??１．３橡膠／ＧＥ導(dǎo)電復(fù)合材料的研宄進(jìn)展??將ＧＥ填充于橡膠基體中制備復(fù)合材料，不僅豐富了?ＧＥ的應(yīng)用領(lǐng)域也顯著地提升??了橡膠的性能

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯/橡膠導(dǎo)電納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 董慧民,錢黃海,程麗君,蘇正濤,劉嘉,王文志,牟維琦.  材料工程. 2017(03)
[2]可穿戴式柔性電子應(yīng)變傳感器[J]. 蔡依晨,黃維,董曉臣.  科學(xué)通報(bào). 2017(07)
[3]柔性可穿戴電子傳感器研究進(jìn)展[J]. 錢鑫,蘇萌,李風(fēng)煜,宋延林.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(07)
[4]氧化石墨烯在橡膠中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 王經(jīng)逸,張旭敏,劉鵬章,張勛,賈紅兵.  合成橡膠工業(yè). 2015(04)
[5]Three-dimensional graphene networks: synthesis,properties and applications[J]. Yanfeng Ma,Yongsheng Chen.  National Science Review. 2015(01)
[6]石墨烯的制備研究進(jìn)展[J]. 袁小亞.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2011(06)
[7]功能化石墨烯的應(yīng)用研究新進(jìn)展[J]. 呂鵬,馮奕鈺,張學(xué)全,李瑀,封偉.  中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2010(11)
[8]導(dǎo)電橡膠及其應(yīng)用[J]. 李昂,劉虎東.  橡膠工業(yè). 2010(09)
[9]石墨烯的制備與表征研究[J]. 李旭,趙衛(wèi)峰,陳國(guó)華.  材料導(dǎo)報(bào). 2008(08)



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