论文部分内容阅读
石墨烯是一种新型的二维碳材料,其独特的结构赋予了其非常优异的物理化学性能,因此,自从被发现开始,石墨烯就成为各个领域的研究热点。然而,由于石墨烯片层之间存在着非常强的相互作用(范德华力和π-π共轭作用力),石墨烯很容易聚集形成不可逆的三维石墨从而导致其在有机或者水相溶剂中不溶,极大地限制了其进一步的应用,所以改善石墨烯的溶解性和分散性对其以后的应用就显得尤为重要。常见的可用于石墨烯的修饰物中,聚合物是一种非常优良的修饰物,因为聚合物修饰石墨烯不仅可以改善石墨烯的溶解性与基体相容性,并且还可赋予石墨烯其他性能。聚合物功能化石墨烯可以方便地将可控活性聚合与高效的偶联反应相结合,制备石墨烯/聚合物复合材料。聚合物功能化石墨烯按照合成策略归类主要分为两类:向石墨烯接枝法(grafting-onto)和从石墨烯接枝法(grafting-from)。本工作中,我们主要依据这两种策略制备了几种聚合物功能化的石墨烯,具体的工作内容为:(1)基于’grafting-onto’的策略,将阳离子聚合与高效偶联的反应ATNRC/SET-NRC相结合,制备了聚异丁烯功能化的石墨烯。产物经过详细地表征确认了聚合物和石墨烯之间的共价连接,功能化的石墨烯能够很好地分散在非极性溶剂中。我们还对ATNRC与SET-NRC从不同的方面进行了对比,发现SET-NRC是一种更加高效方便经济的制备方法。(2)基于’grafting-onto’的策略,将RAFT聚合和炔烃-叠氮的点击化学相结合,成功地将聚N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(PHPMA)接枝到石墨烯上。所制备的复合材料经过详细地表征验证了聚合物共价接枝石墨烯,并且其在溶剂中的分散性也有了很大的提高。(3)基于’grafting-from’的策略,运用SET-LRP方法在石墨烯的表面原位引发2-羟基丙烯酸羟乙酯(HEA)单体的聚合,制备了PHEA功能化的石墨烯,所制备的复合材料在溶剂中的分散性有了很大的提高。