石墨烯基聚合物复合物的大规模应用需要一种简单,低成本的复合物制备方法。该方法需既能够简化石墨烯制备过程同时又能够优化复合物的结构与性能。在这里,我们首次提出了利用单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)在具有超高比表面积的化学膨胀石墨(CEG)层间聚合的方法,该层间聚合反应可以使CEG自发地剥离成单层和少层的石墨烯最终良好地分散在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中。我们的结果表明,除了CEG被削弱的层间相互作用,单体对CEG的润湿是保证后续石墨烯的剥离,分散以及最终复合物性能优化的一个关键前提。轻度氧化的CEG(LCEG)在一定程度上可以改善单体对其的亲和性,但是不足以保证LCEG的完全剥离,因此LCEG增强的复合物性能远低于表面修饰的LCEG增强的复合物性能。后者不仅弹性模量显著增强,相较于纯PMMA增加了3倍,同时电导率也超过了1700S/m。我们预期此种新型的层间聚合反应方法能够加速各种石墨烯基聚合物复合物的工业化应用进程。详情请见:
Peng Wang, Jiajia Zhang, Lei Dong, Chang Sun, Xiaoli Zhao, Yingbo Ruan, and Hongbin Lu*, Interlayer Polymerization in Chemically Expanded Graphite for Preparation of Highly Conductive, Mechanically Strong Polymer Composites, Chem. Mater., 2017, DOI: 10.1021/acs.chemmater.6b04734.