近日,集團公司石墨烯高分子復合材料研發中心與青島科技大學在石墨烯改性PVC材料研究中取得重大突破,研究成果“A simple and industrially feasible one-pot preparation Graphene modified PVC particles and their application in multifunctional PVC / graphene composites with structural separation”(一種簡單,工業可行的一鍋法制備石墨烯改性的PVC顆粒及其在結構分離的多功能PVC /石墨烯復合物中的應用)在高水平國際科學雜志期刊《Composites Part B: Engineering》上發表。文章鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S135983681932685X
(發表論文單位:山東魯泰控股集團有限公司石墨烯高分子復合材料研發中心發表論文作者:王綱 研發中心技術總監)
《Composites Part B》期刊是Elsevier擁有30年歷史的老牌期刊。根據中科院JCR最新2019年公布顯示,該刊屬于工程技術(大類)1區TOP期,目前在工程技術復合材料領域影響因子(IF)為7.39。中科院對JCR所有期刊按大類、學科進行了分區,其中每類期刊分成了4個等級(即四個區),一區僅占前5%。
直接熱壓由填料裝飾的聚合物顆粒是構造隔離復合材料的最簡單,最常見的方法。在本文中,石墨烯被均勻且牢固地裝飾在通過懸浮聚合經由維生素C(Vc)氧化石墨烯(GO)還原而合成的聚氯乙烯(PVC)顆粒表面上。這樣一來避免了PVC合成過程中可能發生的復雜變化,因此建立了一種簡便且工業上可行的一鍋法來制備還原GO(RGO)裝飾的PVC(RGO @ PVC),之后,通過直接熱壓RGO @ PVC可制備層隔的PVC /石墨烯納米復合材料(s-PVCG)。
相比較純PVC和無規PVCG(r-PVCG),s-PVCG在電導率(σ),熱導率(λ),熱穩定性和阻燃性方面有顯著提高。s-PVCG的電導率滲漏閾值低至0.012 vol%,并且s-PVCG中RGO的添加2.0 wt%時,最終電導率最高為10-2S cm-1。在RGO添加4.1 wt%時,s-PVCG的熱導率,最大失重溫度(Tmax)和極限氧指數(LOI)相對于純PVC分別提高了75%,21℃和4。
本研究建立了一種簡便且工業可行的一鍋法制備RGO @ PVC方法,該方法無需改變PVC的合成過程便可得到結構分離的多功能PVC /石墨烯復合物(s-PVCG)。相對于純PVC和r-PVCG,RGO @ PVC的直接熱壓制備的s-PVCG具有更密集和更高效的RGO網絡,充分發揮石墨烯的優越性,其電導率、熱導率、熱穩定性和阻燃性顯著提高。因此,對PVC基復合材料的功能而言,s-PVCG絕對優于r-PVCG,并且s-PVCG具有廣泛的應用前景,例如傳熱,電子封裝,電加熱,EMI屏蔽等。(研發部)