以可再生沒食子酸為原料合成了生物基環(huán)氧單體GA-II。所含芳香基團(tuán)使其能夠通過強(qiáng)的π-π相互作用被吸附到石墨烯表面,這已被拉曼光譜和UV光譜證實。GA-II錨定的石墨烯容易均勻分散在環(huán)氧樹脂中。固化后的石墨烯/環(huán)氧復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能、優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和高導(dǎo)電性。僅添加2 wt% GA-II/石墨烯,復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量分別提高了27%、47%、9%和21%。導(dǎo)熱率和電導(dǎo)率也分別提高了12倍(從0.15到1.8 W m
-1 K
-1)和8個數(shù)量級(從7.0×10
-15到3.28×10
-5 s cm
-1)。該研究為我們提供了一種高效環(huán)保的石墨烯分散劑,為制備性能優(yōu)良的環(huán)氧/石墨烯復(fù)合材料提供了一種有效的方法。
Scheme 1 沒食子酸型環(huán)氧(GA-II)的合成反應(yīng)路線。
Fig. 1 GA,GA-I,GA-II的FT-IR光譜。
Fig. 2 GA-I(a1),GA-II(b1)的
1 H NMR光譜和GA-I(a1),GA-II(b2)的
13C NMR光譜。
Fig. 3 石墨烯和GA-II /石墨烯懸浮液的拉曼光譜。
Fig. 4 GA-II,GA-II /石墨烯和石墨烯懸浮液的紫外可見光譜
Fig. 5 (a) GA-II/石墨烯的AFM圖像、(b)溶液懸浮液沉積在基底上的原始石墨烯,(c) GA-II/石墨烯的TEM圖,(d,e)分散在環(huán)氧基體中的GA-II/石墨烯的TEM圖。
Fig. 6 環(huán)氧/石墨烯復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)圖。
Fig. 7 環(huán)氧/石墨烯復(fù)合材料的電導(dǎo)率圖。
相關(guān)研究成果于2013年由寧波材料所Jin Zhu課題組,發(fā)表在J. Mater. Chem. A (DOI: 10.1039/c3ta01700a) 上。原文:How a bio-based epoxy monomer enhanced the properties of diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA)/ graphene composites。