高取向排列石墨烯纳米片查看源代码讨论查看历史

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高取向排列石墨烯纳米片高取向排列石墨烯纳米片/丁苯橡胶复合导电材料，电热元件被广泛地用于电子皮肤传感器、有机太阳能电池和热疗器械等领域。石墨烯作为一种二维碳材料，其具有高的理论热导性能( 约 5000 W·m·K－1)、电导性能( 约 6000S /cm)、杨氏模量( 约 1 TPa) 、比表面积和柔性。除此之外，石墨烯的组成元素( 碳) 具有高的地壳分布。更重要的是，石墨烯基体系具有较低的对流换热系数，这使得石墨烯基复合材料具有优异的电热性能。定向排列的石墨烯纳米片能够最大化电子渗流效应，使得复合材料具有最佳的导电性能，从而获得优异的电热性能。

2、技术原理、技术要点

项目采用石墨烯纳米片作为发热材料，水性丁苯橡胶为基体，制备了定向排列石墨烯/丁苯橡胶复合材料，完成了高取向排列石墨烯纳米片/丁苯橡胶复合导电材料的成套技术研究。项目提出了利用重力场和水蒸发对石墨烯纳米片的协同作用来实现石墨烯纳米片在丁苯橡胶中定向排列的技术路线，在不借助外加电场或者磁场的情况下，实现了石墨烯纳米片在丁苯橡胶基体中的定向排列（含石墨烯的平行定向排列和垂直定向排列），形成了一整套制备石墨烯纳米片/水性丁苯胶乳稳定悬浮体系的工艺方法，建立了的高取向排列石墨烯纳米片/丁苯橡胶制备工艺流程规范。在丁苯橡胶基体中平行定向排列的石墨烯纳米片明显地提升了复合材料的导电性能，降低了渗滤阈值，同时赋予该复合橡胶材料优秀的力学性能、耐磨性能、电热性能以及防腐蚀性能。 作为导电橡胶材料，石墨烯的渗滤阀值不大于0.15 wt%；可以大幅降低石墨烯纳米片的添加量从而实现导电性能，所开发的复合橡胶材料的电导率可达到0.5 S/cm以上；另外，所研制的GNSs/SBR复合橡胶保持优秀的力学性能：拉伸极限应变不低于300%，拉伸强度不低于7 MPa；相对未改性的SBR橡胶材料，复合橡胶的耐磨性能也得到明显改善。

应用情况及效果 项目实施期间发表科研论文8篇，其中被SCI收录7篇，国家发明专利受理3项。

服务“科创中国” 濮阳、菏泽、泰安、兰州新区、天水、巴音郭楞、温州、荆门、七台河、铜陵、长兴等

知识产权、奖项、重要参考文献 已获得授权的专利和国家级、省部级、行业奖项等。

（1）已授权专利：

专利号：201811291976.3；专利名称：可重复贴合的氧化石墨烯/丁苯橡胶防腐蚀膜及其制备方法；专利状况：已受理专利； 专利号：201910845414.7；专利名称：仿生贝壳状石墨烯/丁苯橡胶复合电热材料及其制备方法；专利状况：已受理专利； 专利号：201811258518.X；专利名称：一种防腐蚀性的石墨烯/热固性粉末复合涂层的制备方法；专利状况：已受理专利；