本项目研究采用原位聚合法合成聚对苯二甲酸乙二酯(PET)/石墨烯纳米复合材料,并研究这类材料的结构与性能之间的关系。我们采用氧化石墨(GO)为起始原料,利用GO片层表面和层间大量的活性基团来对其进行表面有机改性,再负载缩聚催化剂,经插层聚合得到纳米复合材料。GO的表面有机改性分别采用有机小分子插层改性和表面接枝功能性聚合物两种方式。我们在研究中发现GO片层表面弱键断裂能够引发烯类单体的自由基聚合,通过FTIR、NMR、元素分析、X射线光电子能谱(XPS)以及透射电镜(TEM)等手段证实了接枝聚合反应的发生。接下来,我们把新型聚酯缩聚催化剂负载到有机改性GO片层表面,用上述制备的GO催化剂催化聚酯缩聚反应,经原位插层缩聚制得PET/石墨烯纳米复合材料。通过GO的表面改性与聚酯缩聚催化剂的负载相结合,使得GO纳米片层在聚合物基体中具有良好的分散性,通过扫描电镜(SEM)和TEM观察到剥离的石墨片层均匀的分散在基体中。并利用聚合反应热在插层聚合的同时实现GO片层的热解还原。导电性能研究发现石墨烯纳米片层的引入使得PET具有很低的导电逾渗阈值,而且石墨烯的引入使材料的力学性能得到明显改善。
英文主题词graphene; nanocomposites; polyesters