石墨烯的制备及在橡胶中的应用

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石墨烯材料的制备和应用

石墨烯材料的制备和应用石墨烯是由碳原子构成的单层蜂窝状结构材料，拥有极强的导电、导热、机械强度和化学稳定性等优良特性，具有广泛的应用前景。

本文将介绍石墨烯的制备和应用领域。

一、石墨烯的制备方法1.机械剥离法石墨烯最早的制备方法之一是机械剥离法。

该方法利用粘性较小的胶带或者放电石墨杆等将石墨中的石墨烯层分离，再用显微镜或者扫描电镜进行观察和鉴定。

这种方法制备出的石墨烯材料不仅成本较低，而且结构较为单一。

但是，其缺点也很明显：不适用于大批量生产，且对石墨质量要求极高，生产效率很低。

2.氧化-还原法除了机械剥离法外，氧化-还原法也是石墨烯的常用制备方法。

其步骤为，对石墨进行高温氧化处理，得到氧化石墨，然后通过还原反应将其还原得到石墨烯。

这种制备方法简单易行，对石墨原料的要求较低且可大规模生产。

但是生产出的石墨烯含杂质较多，且其质量受到还原反应条件的限制。

3.化学气相沉积法化学气相沉积法（CVD）用热解的气相碳源沉积在晶种上。

CVD法是石墨烯的高规模生产的主要方法，制备的石墨烯为多晶性，但石墨烯的芯片可达到厘米级别，还可以控制其厚度，并且产生的杂质很少。

此法需要高昂的设备和高温高压等极其苛刻的条件来实现，且实验步骤复杂，但是，这种方法却可以获得高纯石墨烯。

二、石墨烯的应用领域1.电子学领域石墨烯由于其优良的电导性、透明度和受限于电子的高度可调制性，是构筑微型电路和其他电子元件的理想选择。

在电子领域，石墨烯的应用将涉及到传感器、场效应晶体管以及集成电路等领域。

石墨烯电极也用于生产锂离子电池、电容器和柔性电路板等方面，有较好的应用前景。

2.生物医学领域石墨烯的高比表面积、良好的生物相容性和其他特殊的物理和化学性质在生物医学等领域中也具有巨大的潜力。

石墨烯可以用于生物传感器、分子探针、药物释放器及其它医疗器械等等。

例如，在药物释放器方面，石墨烯可以帮助精准释放药物、降低药物剂量、减轻药物不良反应、延长药物释放周期等。

石墨烯橡胶基复合材料概论

石墨烯橡胶基复合材料概论橡胶材料应用到国民经济的各个领域，也是高科技领域不可缺少、不可替代的关键材料之一。

其中天然橡胶开发利用已经有100多年历史，20世纪30年代采用双烯类单体合成出丁钠、丁锂橡胶，引入氯原子合成出具有阻燃、耐日光老化功能的氯丁橡胶，引入氰基的丁腈橡胶能改善耐油性，在分子侧链引入高键能氟原子的氟橡胶极大提高了材料的耐热性和耐老化特性，随着化学工业的不断发展，硅橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁苯橡胶等生胶与橡胶材料被开发出来。

随着应用需求的发展和橡胶制品应用的多样化，其中典型的例如航空材料领域，需要橡胶制品具有优异的各项综合性能，也对橡胶制品提出了更高的功能性需求。

橡胶材料的生胶在强度和弹性方面都比较低，不具备使用价值，只有加入补强填料、防老剂等加工助剂并经过加工后才拥有使用功能。

炭黑（CB）作为通用的碳基补强材料与白炭黑（SiO）一起广泛应用于各类橡胶胶料补强中。

石墨烯2是最新发展的新型碳基材料，具有优异的物理性能，引起了学术界和工业界的高度关注。

表4-1给出了石墨烯、碳纳米管、钢铁、塑料、纤维和橡胶的性能对比数据。

石墨烯，作为一种性能出色的橡胶纳米填料，与其衍生物一同被广泛应用于各类石墨烯/橡胶复合材料研究中。

在满足功能性要求的基础上，相关研究主要在以下两个方面提升石墨烯/橡胶复合材料性能：（1）提高石墨烯及其衍生物在橡胶基体中的分散程度；（2）增强石墨烯及其衍生物结构与橡胶基体之间的界面相互作用。

表4-1 石墨烯，碳纳米管，纳米尺寸钢和聚合物的部分性能了大量的研究成果，在材料、工艺、检测手段等方面也开辟了很多新的研究方向。

其发展历程、历史定位与发展基础已被为数众多的综述所记录。

本章将从石墨烯/橡胶复合材料应用的橡胶基体及典型应用出发，综述其制备及功能改性、结构、性能、相关测试方法及其应用方面的研究进展。

石墨在橡胶中的作用

石墨在橡胶中的作用
石墨在橡胶中的作用主要有以下几个方面：
1. 增强橡胶的机械性能：石墨作为一种优秀的填料材料，可以增加橡胶的刚度和强度，提高橡胶制品的硬度和耐磨性。

石墨填料能够在橡胶中形成一个骨架结构，增加橡胶的抗拉强度和耐久性。

2. 提高橡胶的导热性：石墨具有良好的导热性能，可以提高橡胶制品的导热性，使其更好地散热。

这对于一些需要散热的橡胶制品，如轮胎、密封件等是非常重要的。

3. 改善橡胶的摩擦性能：石墨的添加可以减少橡胶制品的摩擦系数，降低摩擦阻力，提高橡胶制品的耐磨性和耐腐蚀性。

4. 提高橡胶的导电性：石墨是一种电导体，加入适量的石墨可以使橡胶具有一定的导电性能。

这对于一些需要导电的橡胶制品，如电缆护套等是非常有益的。

总体来说，石墨在橡胶中的添加可以改善橡胶的机械性能、导热性能、摩擦性能和导电性能，使其更加适用于不同的应用领域。

石墨烯在橡胶中的应用

石墨烯在橡胶中的应用赵慧江河北西姆克科技股份有限公司河北省石家庄050000 摘要：石墨烯是一种强度较高的材料，将其制备合成高性能的聚合物在工业生产中具有较高的应用价值。

随着我国各项事业的综合发展，工业制造领域对材料的要求越来越高，橡胶材料作为广泛应用于工业企业的一种常见材料，提高橡胶材料的性能就显得尤为必要了。

石墨烯与橡胶进行复合材料制备，能够显著提高传统橡胶材料的性能，提高材料的功能化，是我国橡胶材料发展的主要方向。

关键词：石墨烯；橡胶；合成；应用石墨烯作为纳米填料，其具比表面积更大和更强的作用力，优于传统材料的性能，将石墨烯用于提高传统橡胶材料的性能是当前我国工业生产的主要趋势。

目前，已知石墨烯的制备方法五花八门，本文就石墨烯的结构、合成方法、应用展望等进行探讨，旨在为石墨烯在我国工业生产中发挥最大价值提供一点理论帮助。

1石墨烯的结构2004年，英国科学家首次通过胶带机械剥离高定向热解实验得到石墨烯后，这一物质迅速在世界范围内引起了广泛的关注。

石墨烯为一种新型的二维原子晶体，由通过杂交连接的单个原子碳原子层组成，整体上呈二维六方晶格结构分布，单层碳原子之间紧密排列，如图1所示。

图1石墨烯的结构在首次制得石墨烯前，专家学者普遍认为石墨烯不会在任何的二维晶体结构中维持稳定性。

然而，研究表明石墨烯能够通过在表面上形成皱纹或通过吸附其他分子来维持稳定性。

严格的说，这是一种单层物质，对于双层以及多层石墨，由于其结构和性质与石墨有着明显的不同，因此有学者指出双层以及多层石墨在广义上来说也属于石墨烯的范围。

2石墨烯的合成方法石墨烯的合成制备方法大致上可以分成自下而上、自上而下两种。

2.1自下而上方法自下而上这种方法主要包括气相沉积法、碳纳米管转换法、化学转化法以及晶体外延生长法等。

其中，气相沉积法以及晶体外延生长法更多的是用来生产量少尺寸大、要求无缺陷的石墨烯，所以在一些基础的领域中应用较多，但是由于这种方法不能大量的进行石墨烯生产，因此当前我国工业领域对这种方法应用不多[1]。

石墨烯在轮胎橡胶中应用技术的进展解析

石墨烯在轮胎橡胶中应用技术的进展解析双钱集团上海轮胎研究所有限公司苏博李玉庭一、简介石墨烯(Graphene) 是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有非常好的导热性和电导性，以及高强度、超轻薄、超大比表面积等特性，作为填充体系应用于胎面胶能够从三个方面提高胎面胶性能，分别是导电性、导热性和机械性能，其中，能够有效提高胎面胶的强度、耐磨性、抓地性、耐久性等性能，并能解决白炭黑静电积累问题以及胎面胶热量积累问题，从而可以很好地平衡传统填充体系无法克服的性能缺陷。

二、全球生产石墨烯的企业国外生产情况国内生产情况目前,我国石墨烯产业已经有超过 50 家的制备及相关应用开发企业,目前市场竞争也主要集中在石墨烯规模化制备技术以及与下游商业化应用对接两方面。

经过前期的积累，国内大型石墨烯企业（年产石墨烯粉体50吨以上）已经初步掌握了国际相对主流的石墨烯制备方法，大部分指标足以满足低端应用需求。

此外，少数企业已经具备了规模化生产的优势，产能扩建也在进行之中。

二、国内发展情况石墨烯应用到轮胎生产中，可以使轮胎变得更加耐磨、防穿刺，而且能大大提高使用寿命。

正因为具有这样的特性，一些研究机构开始进行这方面的研究和应用。

四川大学高分子材料工程国家重点实验室，已经自主研发出世界首个石墨烯橡胶轮胎。

双星全球研发中心暨石墨烯轮胎中心实验室奠基仪式在青岛西海岸新区举行。

其中，石墨烯轮胎中心实验室将是全国首个石墨烯轮胎实验室，目标是实现高端石墨烯轮胎的超前研发和产业化，引领世界轮胎研发制造领域的新一轮革命。

据介绍，石墨烯是从石墨材料中剥离出来、是目前强度最高、韧性最好、质量最轻、透光率最高、导电性能最好的材料，被称为“新材料之王”，应用到轮胎可以提升轮胎的耐磨、抗刺扎、降低肩空等性能，使其变成超级轮胎。

项目总占地面积约120亩，建筑面积约16万平方米，总投资10亿元。

其中，一期全球研发中心项目占地面积25亩，建筑面积4万平方米，计划于2016年年底投入运行。

石墨烯的制备和应用发展

石墨烯的制备和应用发展石墨烯是由碳原子组成的一种单层厚度的薄膜，它的特殊结构使其具有诸多优异的性质和应用前景。

近年来，石墨烯制备技术的发展和其应用领域的不断拓宽，使得它成为了材料科学研究、新材料开发和应用领域内一个备受瞩目的话题。

一、石墨烯的制备方法1. 机械剥离法机械剥离法是制备石墨烯最原始的方法，通过利用胶带或粘性物质把石墨材料逐层剥离，最终得到单层厚度的石墨烯。

2. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种将气态前驱物在高温下分解成石墨烯的方法。

一般采用的前驱物为甲苯和丙烯等有机物，将其在高温下通过化学反应转化为石墨烯。

3. 热还原法热还原法是通过加热草酸钴或草酸铜等金属盐，使其在高温区域内还原并生成石墨烯。

4. 其他方法还有其他一些制备石墨烯的方法，如化学氧化还原法、电化学剥离法等。

这些方法都有其独特的优缺点，可以根据应用的需要进行选择。

二、石墨烯的应用发展1. 电子器件领域石墨烯具有高电导率、高透明度和优异的热稳定性等特点，因此被广泛应用于电子器件领域。

例如，用石墨烯作为透明电极可以显著提高光电器件的性能。

2. 能源领域由于石墨烯的高电导率和良好导热性，使它成为了一种理想的电极材料。

将石墨烯应用于电池、太阳能电池等领域，可以提高其转化效率和储存能力。

3. 生物医学领域石墨烯具有高生物相容性和表面活性，可以作为一种有前途的生物医学材料。

例如，利用石墨烯的优异光学性质可以制备荧光探针，用于生物诊断和细胞成像。

4. 其他领域除了以上领域，石墨烯的应用还涉及到材料科学的各个领域。

例如，用石墨烯增强材料可以制备高强度的轻型材料；用石墨烯作为气体分离膜可以实现高效的气体分离等。

总之，石墨烯是一个非常有前途的材料，可以用于各种不同的领域和应用场景。

虽然石墨烯的制备方法还存在一些问题，但随着研究的深入和技术的发展，相信石墨烯的制备方法和应用前景还有很大的发展空间。

石墨烯橡胶基复合材料的制备方法

石墨烯橡胶基复合材料的制备方法目前石墨烯/橡胶导电复合材料的制备方法主要包括溶液共混法、胶乳共混法、机械混炼法等。

一、溶液共混法溶液混合法是实验室制备聚合物基纳米复合材料常用的方法。

具体步骤是将石墨烯片层或者是石墨烯衍生物的胶体悬浮液与目标聚合物基体混合在一起；聚合物可以单独溶解在溶剂中，也可以溶解在石墨烯片的悬浮液中。

接着将目标聚合物的不良溶剂加入该悬浮混合液中，结果包裹着填料的聚合物的分子链会发生沉降作用，而后沉降复合物经过提纯和干燥及进一步的处理就可以进行相关实验或应用。

此外，也可以将石墨烯/聚合物复合溶液中的溶剂直接挥发掉，但是研究表明，该种方法中由于溶剂挥发速率较慢，可能会发生石墨烯聚集现象，最终降低复合材料的性能。

Ashwin等报道了通过溶液涂覆法制备石墨烯/橡胶纳米复合材料。

具体工艺是将TrGO与NBR溶于二甲苯形成均匀的浆状物，然后将该溶液涂覆于铝板上，形成2～3mm厚的橡胶混合物，最后在空气中固化24h得到石墨烯/橡胶复合材料。

图4-1 石墨烯/橡胶复合材料的SEM图像采用溶液共混法制备石墨烯/橡胶复合材料时，石墨烯能够理想地被剥离并均匀分散于橡胶基体中，但该方法也有很多局限性，如石墨烯及其衍生物一般很难与橡胶基体同时分散于共同的溶剂中，如三氯甲烷、甲苯等，因此需要对其进行改性处理，但是化学改性又会影响石墨烯的导电性；此外，大量使用有机溶剂造成环境污染且成本大，与目前的环保趋势不符；橡胶硫化配合剂也很难通过溶液共混加入；另外，有研究表明，溶剂小分子极易进入并紧密吸附到石墨烯片层间，很难将其完全脱除，这为通过溶液共混法制备高性能复合材料带来了困难。

胶乳共混法可以避免这些缺点。

二、胶乳共混法胶乳共混法是首先将石墨烯或者GO分散在水相中，接着再与橡胶胶乳混合，搅拌均匀后进行破乳、干燥、硫化得到石墨烯/橡胶复合材料。

该方法无溶剂引入、污染小，工艺相对简单。

Li等通过在天然橡胶乳液中原位还原氧化石墨烯制备了石墨烯（GR）填充改性天然橡胶（NR），工艺路线见图4-2。

石墨烯和碳纳米管在橡胶中的分散性研究

石墨烯和碳纳米管在橡胶中的分散性研究近年来，石墨烯和碳纳米管作为具有巨大潜力的有机非金属纳米材料，在多领域应用中受到了广泛的关注。

橡胶是具有最高绝缘性的橡胶，具有杰出的电磁屏蔽性、阻尼性、抗紫外线性等特性，因此，将石墨烯和碳纳米管引入橡胶中作为其填料，已成为新兴的研究方向。

一方面，将石墨烯和碳纳米管添加到橡胶中，可以实现橡胶的性能改善。

首先，随着碳纳米管和石墨烯含量的增加，橡胶性能的硬度会因为分散体系中碳纳米管和石墨烯结构之间的作用力而大大增加。

时，加入碳纳米管和石墨烯后，由于碳纳米管和石墨烯的高热导率，橡胶的热导率也会大大提高，这有利于橡胶材料在高温环境中的使用。

外，由于碳纳米管和石墨烯具有杰出的抗紫外线性，因此，将这些材料添加到橡皮中可以有效改善橡皮材料的耐光性。

另一方面，碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性也很重要。

其主要特点是尺寸小，它们的长度和直径都小于15nm，且具有极高的表面积和可改性性。

果碳纳米管和石墨烯的分散性越好，则它们的性能改善也会越好。

因此，研究人员集中精力研究碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性问题。

为了提高碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性，研究人员在合成制备碳纳米管和石墨烯时采用了多种方法。

首先，可以采用共沉淀法，利用交联剂将碳纳米管和石墨烯与橡胶基体共沉淀，从而改善碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性。

，可以采用改性水溶性聚合物的方法，利用含水物质的活性基团改性碳纳米管和石墨烯，使它们与橡胶相容，从而更有效地分散到橡胶中。

外，研究人员还可以采用改性外接性聚合物的方法，向碳纳米管和石墨烯表面涂覆外接性聚合物，使其与橡胶具有良好的相互作用，从而改善碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性。

在调控碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性方面，研究人员还采取了更多的手段，比如利用有机溶剂调节碳纳米管和石墨烯的可溶性，从而改善碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性。

外，也可以采用添加剂和超声提散技术，使液体分散体系更加稳定，从而改善碳纳米管和石墨烯在橡胶中的分散性。

石墨烯增强橡胶轮胎强度增加50%！这样的轮胎能不大卖？

石墨烯增强橡胶轮胎强度增加50%！这样的轮胎能不大卖？石墨烯一直是社会上时下最热门的话题，在各个领域都出现过他的身影，那石墨烯究竟是什么东西呢？石墨烯对我们轮胎行业又有什么的影响呢？什么是石墨烯它是一种“超级材料”，硬度超过钻石，同时又像橡胶一样可以伸展。

它拥有极好的导电、导热材料，还具有柔性、透明、稳定等特性，因而被誉为新材料之王。

重量几乎为零。

那么这种新型材料对我们轮胎圈都有什么影响呢？石墨烯在轮胎领域的应用及其优点经过数年我的发展，人们已经将石墨烯带入了工业生产的领域。

在橡胶领域了，石墨烯的发展尤为迅速。

加入石墨烯的配方后，轮胎的抗磨损能力更强了，可减少爆胎的几率。

而在过完、刹车、发力时，轮胎橡胶会变得较软，以增强对地面的抓地力。

石墨烯还具有优化碳纤维的特性，它的散热功能和机械强度也有突出的表现，滚动和湿滑性能均比普通轮胎有显著的提高，尤其是抗撕裂能力有了非常高的提升，石墨烯在胎面上的高补强性能实现橡胶模量、拉伸强度提升50%。

中国的石墨烯轮胎中国众多轮胎企业为了能更加提高轮胎性能，寄希望于将石墨烯应用于轮胎制造行业中。

大力研发石墨烯轮胎，已经有一些轮胎企业的石墨烯轮胎面世。

小邦来带大家看看都有哪些吧！森麒麟森麒麟森麒麟轮胎攻克“新材料之王”石墨烯在轮胎工业中应用的加工工艺和配方设计两个技术难题。

在本次绿色轮胎周上公布的石墨烯轮胎SMX抗湿滑、节油、操控性强、高行驶里程、导电性高。

玲珑就在今年的6月15日烟台举办的2017年绿色轮胎周上，玲珑成功制备出石墨烯增强纳米复合材料胎面半钢子午线轮胎，经欧盟对标设备检测，滚动阻力系数（6.8）接近欧盟A级水平（＜6.5）。

双星早在多年前，双星开始着手进行石墨烯轮胎的研制，到2017年，石墨烯轮胎的研发还在完善中，相信不久的将来我们肯定能看到双星石墨烯轮胎的面世。

小邦说目前森麒麟已经具备了石墨烯超级性能轮胎的批量生产的能力，相信不久的将来，石墨烯轮胎有望面向消费者。

石墨烯在丁苯橡胶和天然橡胶中应用10.21课件资料

石墨烯在丁苯橡胶和天然橡胶中的应用研究沈会民、庄炳建、吴远滨浙江双箭橡胶股份有限公司，浙江嘉兴 314513摘要 :本文介绍了石墨烯/丁苯橡胶复合材料母胶（石墨烯含量10%）在丁苯橡胶配方、石墨烯/天然橡胶复合材料母胶（石墨烯含量10%）在天然橡胶和丁苯橡胶并用配方中的试验，可显著提高橡胶的物理力学性能，体现在可提高橡胶的耐磨性、撕裂力、拉伸强度和300%定伸应力。

关键词 : 石墨烯；丁苯橡胶；天然橡胶；力学性能橡胶是一种在大变形下能迅速恢复变形并具高弹性的高分子材料，近年来，橡胶工业的迅速发展，对橡胶制品提出了更高的要求，特别在交通运输、航空航天等高科技领域，对橡胶材料要求近乎苛刻，橡胶材料必须向着功能化、多元化的方向发展，单一的橡胶材料已不能完全满足苛刻条件的使用要求。

纳米填料具有较大的比表面积和较强的填料—聚合物界面作用力。

纳米复合材料具有更优异的力学、热学、电学和气/液阻隔性能。

采用纳米复合填料改性橡胶是橡胶工业发展的趋势之一。

针对输送带来说，可以显著提高输送带的力学性能，延长其使用寿命。

石墨烯作为新型碳基填料(纳米填料)，具有很高的物理力学性能和电子特性，如超高的强度、超高的导电导热率、大的比表面积。

应用于橡胶中，具有很高的补强功能，可实现提高橡胶制品的力学性能。

1 实验1.1 主要原材料丁苯橡胶（SBR1500），中国石油天然气股份有限公司；天然橡胶（3#烟片），进口泰国天然橡胶；炭黑N220，江西黑猫炭黑股份有限公司；石墨烯/丁苯橡胶复合母胶（石墨烯含量10%）和石墨烯/天然橡胶复合母胶（石墨烯含量10%），成都创威新材料有限公司；其他助剂均为市售工业品。

1.2 主要设备和仪器3L加压式密炼机，上海轻工机械股份有限公司；S（X）R-160A双辊开炼机，上海轻工机械股份有限公司；无转子硫化仪，台湾高铁股份有限公司；XLB型平板硫化机，湖州宏侨橡胶机械有限公司；电子拉力机，台湾高铁股份有限公司；邵氏A型橡胶硬度计，上海三菱机械厂；滚筒磨耗机，台湾优肯有限公司；热空气老化箱，上海市实验仪器总厂。

石墨烯材料的制备与应用

石墨烯材料的制备与应用石墨烯是一种具有非常优异物理、化学和电学性质的二维材料，因其极高的导电性、导热性、透明性等性质，被广泛认为是革命性的新材料，具有广泛的研究和应用前景。

本文将介绍石墨烯材料的制备方法和一些重要的应用领域。

1. 石墨烯的制备方法石墨烯最早是通过一种叫做“机械剥离法”的方法被制备出来的。

这种方法就是通过用胶带多次在石墨表面撕扯来制备出单层厚度的石墨烯，但该方法存在盈亏不平衡、样品品质不稳定等问题，因此被较早的大规模制备方法所替代。

化学气相沉积法和化学气相还原法是两种常用的石墨烯制备方法。

化学气相沉积法是通过在金属衬底上沉积碳化物来制备石墨烯。

首先，在金属表面上沉积一层碳源，如甲烷、乙烯等，然后通过高温热解将碳源转化为石墨烯。

化学气相还原法是通过将氧化石墨烯置于高温还原气氛中来还原石墨烯，这种方法以得到高质量、可控性强的石墨烯为优点。

除此之外，还有一些其他的制备方法，如去氧化副反应法、水热法、化学还原法等，这些方法每种有各自的特点和适用范围。

2. 石墨烯的应用领域2.1 电子学由于石墨烯极高的导电性，在电子学领域中具有很大的潜力，如电子器件、传感器等。

石墨烯晶体管的出现，使得晶体管的性能有了极大提升。

除此之外，石墨烯应用于传感器领域，能够制造出高灵敏度、低功耗、高品质的传感器。

2.2 材料学石墨烯能够通过不同的方法来制备出具有不同性质的石墨烯复合材料，在材料学领域中得到了广泛应用。

例如，石墨烯复合材料可以用于强化和耐高温塑料、聚合物和纳米复合材料。

2.3 能源转换与储存由于石墨烯极高的导电性和导热性，被广泛应用于能源转化和储存。

石墨烯作为一种电极材料，可用于制备出高效、高性能的储能器。

石墨烯复合材料可用于制备高效的太阳能电池、储氢技术等。

2.4 生物技术石墨烯在生物技术领域的应用也受到越来越多研究者的关注。

石墨烯具有与生命体系相容性好、氧气透过性高、光透明性等优良性能，这些特点可以用于生物传感的制备和生物医学领域中的仿生材料研究。

石墨烯改性硅橡胶功能复合材料的制备及应用

185石墨烯改性硅橡胶功能复合材料的制备及应用母林鹏1，2，王　娜1，2，苏　杰1，2，何周坤2*，兰小蓉3，4*（1.成都大学机械工程学院，四川成都　610106；2.成都大学高等研究院成都大学复合材料和表界面工程研究中心，四川成都　610106；3.西南医科大学附属口腔医院口颌面修复重建和再生泸州市重点实验室，四川泸州　646000；4.西南医科大学口腔医学研究所，四川泸州　646000）摘要：综合性能优异的石墨烯改性硅橡胶复合材料在航天航空、电子电器以及医药卫生等领域展现出广泛的应用前景。

总结石墨烯改性硅橡胶复合材料的主要制备方法及其优缺点，重点介绍具有特殊润湿性、导热性能和导电性能的石墨烯改性硅橡胶功能复合材料的研究进展。

提高石墨烯的功能改性效率及石墨烯在复合材料中的含量和均匀分散性、实现复合材料的多功能化等是未来研究的难点和重点。

关键词：石墨烯；硅橡胶；复合材料；表面润湿性；功能化中图分类号：TQ333.93；G316 文章编号：2095-5448（2024）04-0185-07文献标志码：A DOI ：10.12137/j.issn.2095-5448.2024.04.0185橡胶材料是工业和高科技领域不可或缺的关键材料之一，在轮胎、化学防护装备、航空航天等领域应用广泛[1]。

硅橡胶作为工业生产的重要材料之一，受到了广泛的关注。

硅橡胶种类丰富，按照硫化方式可分为室温硫化硅橡胶和高温硫化硅橡胶[2]；按照侧基类型可分为二甲基硅橡胶[3]、甲基乙烯基硅橡胶[4]、甲基乙烯基苯基硅橡胶[5]、氟基硅橡胶[6]和腈基硅橡胶[7]等。

硅橡胶是一种宽温域特种橡胶，未经改性的通用型硅橡胶能在－70～250 ℃的温度范围下使用，一些特种硅橡胶的工作温度范围能达到－140～350 ℃[8]。

硅橡胶还具有优异的耐辐照、抗紫外光、耐臭氧老化、耐燃、耐油、耐化学腐蚀等独有特性，以及良好的弹性和加工性能等，因此硅橡胶在航天航空、武器装备、轨道交通和建筑建材等领域均有广泛的应用。

石墨烯在橡胶中的应用

石墨烯在橡胶中的应用石墨烯这个名字，是不是听起来有点高大上，让你感觉置身于科技的巅峰？不要慌，其实它就是一种特殊的碳材料，长得就像是一张薄薄的、透明的纸。

但它的用途可不仅仅局限于纸张那么简单，它能够在橡胶中发挥不可思议的作用！这可是科技世界的一大突破呢！1.1、石墨烯与橡胶的邂逅要说石墨烯和橡胶的邂逅，真是有点说不出的巧合呢！你想一想，橡胶是我们日常生活中随处可见的材料，而石墨烯，却是在实验室里面才能找得到的宝贝。

它们两个居然能够结合到一起，那简直是一场突如其来的奇遇！1.2、石墨烯的“神奇力量”大家都知道，橡胶对于我们的生活有着不可或缺的作用，它可以用来制作车胎、鞋子、橡皮筋等等。

但是橡胶也有个大问题，就是容易老化、硬化，使用一段时间之后就会变得失去弹性。

这可让人头痛不已！但是有了石墨烯，这个问题就迎刃而解了！因为它有着让橡胶“百毒不侵”的神奇力量！2、石墨烯是如何拯救橡胶的？我们来说说石墨烯是如何拯救橡胶的，听了之后你一定惊呆了！2.1、阻隔水分的让他喝点水吧！橡胶本来会被水分侵蚀，这就像是蚂蚁夺食一样，让人欲哭无泪。

但是有了石墨烯，就好比给橡胶吃了一颗“阻隔水分”的夜明珠，一下子变得让人心安如晴天！2.2、耐化学药品的石墨烯，厉害了我的橡胶。

别小看橡胶啊，它在生活中可是经常遇到各种各样的化学药品，而这些药品常常会对橡胶造成很大的伤害。

可是有了石墨烯，橡胶就像是喝了妖精长生不老草一样，无论是酸奶还是洗洁精护手霜，都束手无策！3、石墨烯橡胶的前景既然石墨烯在橡胶中发挥的作用这么神奇，那它的前景肯定是一片大好的！3.1、石墨烯橡胶造就高强度的产品有了石墨烯，我们不仅可以制造出更耐用的轮胎、更有弹性的橡皮筋，还可以开发出一些高科技产品，比如能够承载更多重量的橡胶材料等等。

这就是石墨烯橡胶带来的高强度效果！3.2、石墨烯橡胶让你忘记换胎的烦恼有了石墨烯，轮胎再也不用经常换了！因为在石墨烯的加持下，轮胎的寿命将大大延长，这意味着你将在公路上开着心爱的座驾畅快地行驶，而不再为轮胎问题频频头疼！4、结语石墨烯和橡胶这场奇妙的邂逅，一方面让橡胶焕发出新的生机，另一方面也让石墨烯拥有了更广阔的市场。

橡胶中石墨烯的应用探析-高分子材料论文-化学论文

橡胶中石墨烯的应用探析-高分子材料论文-化学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——橡胶论文（推荐10篇）之第九篇摘要：石墨烯在许多性能上都表现优异，用在橡胶领域中展现出较好的效果，也因此得到社会和市场的广泛认可。

首先对石墨烯做简单的概述，然后探讨其在各类型橡胶领域中的应用。

关键词：石墨烯,橡胶领域,应用从21世纪开始，石墨烯广泛应用到橡胶领域，而且在橡胶领域成为了一种新型材料，得到了人们的认可，并且得到了广泛的应用。

石墨烯在性能方面比较突出，在未来的发展和应用中有很好的应用前景。

1 石墨烯概述在橡胶领域中，石墨烯材料成为人们使用最广泛的材料，它也是世界上最薄、最坚硬的纳米材料，石墨烯材料作为世界上一种新型的材料得到了极大的认可。

石墨烯最大的优点在于它的导热性、导电性以及化学稳定性，并且石墨烯属于一种碳单质的形式。

随着经济的发展，越来越多的新技术逐渐出现，而在石墨烯生产加工上逐渐实现了工业化生产，摒弃了传统的生产方式，而石墨烯的出现在橡胶领域的应用尤为突出，并且得到了广泛的应用与发展，石墨烯材料可以被制成高强度橡胶以及导电橡胶等。

由于石墨烯材料的特殊性能以及极强的应用性得到了广泛的应用，在未来的发展中前景是光明的。

2 石墨烯的物理性质2.1 导电性能石墨烯材料具有强大的导电性能，而且石墨烯是由大量的碳原子组成，以及它具有极强的性，碳原子的未成键与电子之间相互作用，所以，石墨烯材料得到了广泛的应用。

此外，石墨烯材料还具有其他性质，例如：电学性质、电子传输性。

石墨烯电流迁移率逐渐提高，而且其迁移率也在以光的速度来计算，已经达到巅峰时期，而且也是硒化铅等半导体材料所无法比拟的。

2.2 机械性能经过对石墨烯性能的研究，研究发现石墨烯材料并不均衡，而且石墨烯的机械性能也成为了石墨烯的主要性能之一，就目前的情况而言，石墨烯复合材料的研究已经成为了主要研究的问题之一。

石墨烯的出现，使得石墨烯复合材料的强度有所提高，经研究发现，与不添加石墨烯的复合材料相比，添加了石墨烯的复合材料的强度远高于不添加的，并且复合材料的强度可以提高二分之一甚至一倍。

石墨烯材料的制备及其应用研究

石墨烯材料的制备及其应用研究石墨烯是由碳原子构成的纳米材料，它的特殊结构使其具有远高于传统材料的热导率、电导率和机械强度等特点，因此在材料科学领域引起了广泛的关注和研究。

本文将从石墨烯的制备、性质以及应用研究三个方面进行探讨。

一、石墨烯的制备石墨烯的制备有多种方法，常用的有机械剥离法、化学气相沉积法和化学还原法等。

其中，最早发现石墨烯的方法是机械剥离法，它是利用胶带或其它粘性材料将石墨烯层从石墨晶体上剥离得到的。

这种方法制备的石墨烯品质较高，但是效率低，不适合大规模生产。

化学气相沉积法则是在高温下将碳源物质转化为石墨烯，经过多年的发展，现在已经可以在大面积的金属衬底上制备出高品质的石墨烯。

这种方法可以做到大面积生产，适用于工业化生产，但是制备条件较为苛刻，需要高温、高压和特定的气氛等条件下进行。

化学还原法是一种较为经济、简便的制备方法，但其制备的石墨烯品质较低。

化学还原法利用保有或还原剂将氧化的石墨氧化物还原为石墨烯，这种方法可以制备大量的石墨烯，但品质较差，需要进行后续的处理。

二、石墨烯的性质石墨烯具有很多特殊的性质，其中最突出的是其高度的导电性和导热性。

由于石墨烯的碳原子排列方式特殊，电子只能在两个碳原子之间传递，形成类似于导体的形态，因此它具有远高于普通材料的导电性能。

同时，由于碳原子之间的键长极短（仅为0.142纳米），因此石墨烯具有很高的热导率。

除了上述的导电性和导热性之外，石墨烯的机械强度也很高。

由于碳原子之间只有共价键，因此石墨烯弹性模量可以达到106~1012Pa的级别，比钢铁高出几倍至十几倍，同时也具有很高的韧性和弯曲性。

三、石墨烯的应用研究石墨烯具有很多应用前景，目前已经有一些应用实现了商业化，如透明导电薄膜、导热材料、超级电容器等。

在未来，石墨烯还有望应用于生物医学、能源、环境等领域。

透明导电薄膜是一种重要的应用领域，石墨烯可以用作透明导电材料，可应用于光电器件、液晶显示器等方面。

当代稀有金属石墨烯的制备及其应用

当代稀有金属石墨烯的制备及其应用近年来，一种非常神奇的物质——石墨烯（graphene）备受瞩目，它的发现不仅在学术界引起了轰动，也成为了商业领域趋之若鹜的新兴产业。

石墨烯是一种最基本的二维材料，由单层喜割出来的石墨片组成，具有很高的导电性、导热性和机械性能等特性，在炭素材料中被称为“第二个全新的物质”。

本文将介绍石墨烯的制备以及部分应用领域。

一、石墨烯的制备1.机械剥离法机械剥离法又被称为简单机械剥离法，是指用机械方法去除微观层的方法，算是最初的石墨烯制备方法，实验时用胶带在石墨上粘撕为一层的石墨，重复此流程可以得到多层、双层或单层石墨烯材料。

这种方法虽然比较简单，但是制备效率低，成本较高，不适用于大规模制备。

2.化学气相沉积法化学气相沉积法（chemical vapor deposition, CVD）是指通过将热解的气体在衬底上析出石墨烯。

这种方法原理简单、稳定性好、成本低，是大规模制备单层石墨烯的最主要方法。

但是，这种方法涉及到气体的控制和沉积工艺的控制，容易受到各种因素的影响，需要在工艺控制方面投入大量精力。

3.氧化物还原法氧化物还原法是指利用氧化物还原石墨烯的方法，一般包括以下步骤：首先在石墨材料表面涂覆一层氧化物，并在合适的温度下热处理，然后将样品浸泡在相对应的还原剂中，再次热处理，就可以析出石墨烯材料。

不同的还原剂会使得石墨烯具有不同的性质，例如通过氢气还原可以得到具有高电导性的石墨烯。

4.化学还原剥离法化学还原剥离法是指将石墨烯氧化获得氧化石墨烯，然后通过还原剂还原氧化石墨烯来得到石墨烯。

这种方法制备的石墨烯具有较高的导电性和导热性，但是难以得到单层的石墨烯。

二、石墨烯的应用由于石墨烯的特殊性质，它的应用领域非常广泛，以下是其中的部分应用领域：1.新型混凝土目前，我国建设过程中对普通混凝土强度的要求越来越高，但是混凝土使用的传统材料（如粉煤灰、矿渣等）和添加剂（如超塑化剂、减水剂等）也受到一定的限制。

石墨烯通用橡胶复合材料

石墨烯通用橡胶复合材料通用橡胶是指一批在国民经济领域最早获得应用的弹性材料。

它具有较长的生产历史，是橡胶工业的主体，使用面广、生产量大。

本文主要涉及的通用橡胶基体材料主要有天然橡胶（含环氧化天然橡胶）、丁苯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶。

一、石墨烯/天然橡胶复合材料（GNR）天然橡胶作为一种综合性能优越的可再生天然资源，其具有高弹性、高强度、高伸长率和耐磨性等特点，广泛地应用于航天、国防军工、飞机轮胎、医用弹性体等领域，在我国国民经济建设中占有非常重要的地位。

复合材料的界面性能决定着聚合物/无机填料纳米复合材料的性能。

She等将环氧官能团以及羟基官能团引入天然橡胶分子链中，目的是与氧化石墨烯表面的氧官能团建立氢键作用，以增强GO和橡胶之间的界面作用。

SEM结构表明环氧化天然橡胶乳胶颗粒通过氢键作用聚集在GO片的表面，这种自组装结构抑制了GO片的堆叠和团聚，使得GO均匀分散在天然橡胶中。

相比于纯的ENR，加有0.7%（质量分数）GO的ENR纳米复合材料，拉伸强度增大了87%，200%定伸强度增大了8.7倍。

Bulent等研究了功能化石墨烯片（FGSs）对天然橡胶的机械性能和应变诱导结晶的影响。

所用的FGSs厚度为1.5nm，长度尺寸为数百纳米。

相比于炭黑填充NR，FGS填充NR的起始结晶应变值更低，纯天然橡胶发生结晶时应变值为2.25，而混入质量分数为1%和4%的FGS后，纳米复合材料发生应变诱导结晶时的值分别为1.25和0.75。

相比之下，炭黑（质量分数为16%）添入天然橡胶中并没有显著地改变结晶的临界应变。

小角XRD表明FGS沿拉伸方向发生取向排列，而CB并没有取向或者表现出各向异性。

此外，Yan等还研究了应变诱导结晶对还原石墨烯增强天然橡胶纳米复合材料疲劳裂纹扩展的影响。

结果表明，石墨烯在低应变下会加速NR的裂纹扩展，而在高应变下则阻碍裂纹扩展。

这种行为可能是应变诱导结晶与裂纹尖端空穴化作用相互竞争的结果。

石墨烯材料的制备和应用

石墨烯材料的制备和应用章节一：引言石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体材料，具有出色的性能和潜力。

本文将介绍石墨烯材料的制备方法以及其在不同领域的应用。

章节二：石墨烯的制备方法2.1 机械剥离法机械剥离法是最早用于制备单层石墨烯的方法之一。

通过用胶带等粘性材料将石墨烯从块状石墨中剥离，从而得到单层石墨烯。

这种方法简单易行，但效率低下且无法批量制备。

2.2 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种常用的石墨烯制备方法。

通常通过在金属衬底上加热挥发性碳源，使其分解并在金属表面沉积石墨烯。

这种方法可以得到大面积的石墨烯薄膜，但产率较低且对衬底的选择有限。

2.3 化学剥离法化学剥离法是一种利用石墨烯和其他物质之间的化学反应将石墨烯从基底上剥离的方法。

常用的化学剥离法包括氧化剥离法和硅基剥离法。

这些方法制备的石墨烯质量较高，但过程复杂且可能导致杂质的引入。

章节三：石墨烯的应用领域3.1 电子学领域石墨烯因其高导电性和高迁移率而被广泛应用于电子学领域。

它可以用于制备高性能晶体管、电容器和传感器等电子器件。

此外，石墨烯还可以用于制备柔性电子器件，如可弯曲的显示屏和可穿戴设备。

3.2 能源领域石墨烯在能源领域具有广泛的应用前景。

它可以用于制备高效的太阳能电池和超级电容器，用于储能和能源转换。

石墨烯还可以用于制备高性能锂离子电池和燃料电池等。

3.3 材料科学领域石墨烯作为一种新型材料，在材料科学领域有着广泛的应用。

它可以用于制备高强度、高韧性的复合材料，如石墨烯增强的塑料和金属基复合材料。

石墨烯还可以用于制备高性能涂层和纳米材料。

3.4 生物医学领域石墨烯在生物医学领域具有潜在的应用价值。

它可以用于制备生物传感器、药物传递系统和组织工程材料等。

石墨烯的生物相容性和生物降解性使其成为一种理想的生物医学材料。

章节四：石墨烯的挑战和展望虽然石墨烯具有出色的性能和潜力，但其制备方法仍面临一些挑战。

例如，制备单层石墨烯的方法仍需要进一步改进，以提高其产率和质量。

石墨烯的制备及在橡胶中的应用概述.

石墨烯的制备及在橡胶中的应用姓名：罗鹏班级：材料加工工程学号：20150200661. 绪论1.1 石墨烯的性能石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，于2004年由英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出来，以此证实了它可以单独存在，他们这项成果也打破了在20世纪30年代，Peiers和Landau认为由于热力学不稳定性而不可能存在这种二维晶体的传统理论。

据陈莹莹等[1]报道，石墨烯独特的二维结构使它具备了许多特性，石墨烯的理论比表面积高达2.6×103 m2 /g，优异的导热性能3×103 W/( m·K)，力学性能1.06×103 GPa，杨氏模量为1.0 TPa。

在已知材料中，石墨烯具有最高的强度130 GPa，是钢的100多倍。

石墨烯具有稳定的正六边形晶格结构使其具有优异的导电性，室温下的电子迁移率高达1.5×104 cm2 /( V·s)，比目前使用的半导体材料锑化铟的最大迁移率高两倍，比商用硅片的最大迁移率高10倍。

此外，石墨烯还具有很高的光透射率（可达97.7%）、室温量子隧道效应、反常量子霍尔效应。

1.2 石墨烯的制备方法目前，伴随着对石墨烯越来越多的研究，同时也产生了一系列的制备方法。

1.机械剥离法：机械剥离法是最早制备石墨烯的一种方法。

Novoselov 在首次发现石墨烯时就是使用的该方法。

在实验中，首先将石墨片剥离出石墨，继而将石墨片的两面粘在一种特殊的胶带上，在撕开胶带的同时将石墨片分开。

不断进行这样的机械力剥离操作，得到的石墨片越来越薄，最终得到的就是仅由一层碳原子构成的石墨烯，石墨烯层的尺寸为d≥3 nm，约100 μm 长，并且肉眼可见。

机械剥离法的方法易于操作，但是制备得到的石墨烯尺寸有限，并且无法控制石墨烯的层数，且产量不高。