NML研究论文 | 非共价官能化氧化石墨烯涂层：提高聚合物薄膜的热稳定性和阻燃性能

1  通过非共价官能化方法改性氧化石墨烯，制备了功能化石墨烯材料（FGO）。

2   用层-层自组装技术将含有FGO的复合材料沉积在PVA薄膜上。

3   改性后的PVA薄膜的阻燃性能大幅提高，总热量释放比提高了60%。该研究成果具有较好的实用前景。

1  非共价官能化石墨烯（FGO）的制备

用改良Hummers法制备氧化石墨烯（GO）。在GO中引入氧基团可以有效地降低相邻碳片之间的范德华力，水分子可以轻松渗透GO的夹层。因此，借助温和的超声波，GO可以在水中形成成单层片状结构，从而GO（200 mg）可在200 mL去离子水中形成稳定的胶体悬浮液。

随后，在搅拌状态下将20mL HPTCP（200 mg）的醇溶液滴入GO悬浮液中。由于水和乙醇的极性不同，HPTCP在水中的溶解性降低。

因此，较难溶解的HPTCP通过强π-π键的相互作用与GO连接。HPTCP分子连续渗透到GO片中有助于FGO在水中更稳定的分散，并且π-π键的相互作用可防止单层片状结构重新堆积。

2  FGO多层膜包覆的聚乙烯醇（PVA）膜的结构和性能

3  PVA/FGO复合材料和FGO多层涂层PVA的阻燃过程示意图

由自组装FGO涂层产生的焦炭富集在PVA基质的表面，而不是在整个基质上不均匀分布。 显然，涂层炭对易燃挥发物，氧气和热量的隔离作用优于单独的炭，因此在含有相同阻燃剂含量条件下，显示出优异的阻燃性。

四川大学教授、博士生导师，四川省青年科技创新研究团队成员。主持国家863计划、自然基金项目等7项。

主要研究方向：阻燃高分子材料；高分子材料加工新技术；高性能复合材料。

主页链接：

http://pri.scu.edu.cn/shiziduiwu/jiaoxueke/1/2017-05-02/75.html

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Impact Factor:4.849

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