高取向排列石墨烯納米片

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高取向排列石墨烯納米片高取向排列石墨烯納米片/丁苯橡膠複合導電材料，電熱元件被廣泛地用於電子皮膚傳感器、有機太陽能電池和熱療器械等領域。石墨烯作為一種二維碳材料，其具有高的理論熱導性能( 約 5000 W·m·K－1)、電導性能( 約 6000S /cm)、楊氏模量( 約 1 TPa) 、比表面積和柔性。除此之外，石墨烯的組成元素( 碳) 具有高的地殼分布。更重要的是，石墨烯基體系具有較低的對流換熱係數，這使得石墨烯基複合材料具有優異的電熱性能。定向排列的石墨烯納米片能夠最大化電子滲流效應，使得複合材料具有最佳的導電性能，從而獲得優異的電熱性能。

目錄

2、技術原理、技術要點

項目採用石墨烯納米片作為發熱材料，水性丁苯橡膠為基體，製備了定向排列石墨烯/丁苯橡膠複合材料，完成了高取向排列石墨烯納米片/丁苯橡膠複合導電材料的成套技術研究。項目提出了利用重力場和水蒸發對石墨烯納米片的協同作用來實現石墨烯納米片在丁苯橡膠中定向排列的技術路線，在不藉助外加電場或者磁場的情況下，實現了石墨烯納米片在丁苯橡膠基體中的定向排列（含石墨烯的平行定向排列和垂直定向排列），形成了一整套製備石墨烯納米片/水性丁苯膠乳穩定懸浮體系的工藝方法，建立了的高取向排列石墨烯納米片/丁苯橡膠製備工藝流程規範。在丁苯橡膠基體中平行定向排列的石墨烯納米片明顯地提升了複合材料的導電性能，降低了滲濾閾值，同時賦予該複合橡膠材料優秀的力學性能、耐磨性能、電熱性能以及防腐蝕性能。 作為導電橡膠材料，石墨烯的滲濾閥值不大於0.15 wt%；可以大幅降低石墨烯納米片的添加量從而實現導電性能，所開發的複合橡膠材料的電導率可達到0.5 S/cm以上；另外，所研製的GNSs/SBR複合橡膠保持優秀的力學性能：拉伸極限應變不低於300%，拉伸強度不低於7 MPa；相對未改性的SBR橡膠材料，複合橡膠的耐磨性能也得到明顯改善。

應用情況及效果 項目實施期間發表科研論文8篇，其中被SCI收錄7篇，國家發明專利受理3項。

服務「科創中國」 濮陽、菏澤、泰安、蘭州新區、天水、巴音郭楞、溫州、荊門、七台河、銅陵、長興等

知識產權、獎項、重要參考文獻 已獲得授權的專利和國家級、省部級、行業獎項等。

（1）已授權專利：

專利號：201811291976.3；專利名稱：可重複貼合的氧化石墨烯/丁苯橡膠防腐蝕膜及其製備方法；專利狀況：已受理專利； 專利號：201910845414.7；專利名稱：仿生貝殼狀石墨烯/丁苯橡膠複合電熱材料及其製備方法；專利狀況：已受理專利； 專利號：201811258518.X；專利名稱：一種防腐蝕性的石墨烯/熱固性粉末複合塗層的製備方法；專利狀況：已受理專利；