氨基化倍半硅氧烷/石墨烯的合成及性能研究

豆鹏飞

(长庆油田公司，陕西 榆林 718100)

氧化石墨烯是一种具有优异性能的新型的碳纳米材料，它不仅有相对较高的比表面积，其片层上还连有丰富的官能团[1～4]。制备氧化石墨烯主要是通过将石墨粉末进行化学氧化及剥离，从而得到氧化石墨烯。由于引入了高活性的含氧官能团，氧化石墨烯可以在一些常见的极性溶剂(如水、乙醇、DMF等)中充分分散开来，形成一种氧化石墨烯的溶胶；同时氧化石墨烯又因此而获得了良好的化学活性，使氧化石墨烯与其他物质结合，从而得到具有更加优异性能的新型复合材料[5～8]。

多面低聚倍半硅氧烷(POSS)具有独特的笼形结构以及奇特的理化性质，它由数个有机基团围绕笼形硅氧键连接构成(如图1所示)，能溶于绝大部分的有机或无机溶剂[9～10]。同时，POSS中的有机基团能够作为进一步功能化反应的位点，使POSS能够成为理想的改性剂。因此，POSS常被用来改性聚合物[10]、纳米粒子[11]甚至是碳纳米管[11～14]。通过共聚改性，可以有效地提高材料的性能，如热性能、机械性能、电绝缘性能、阻燃性能和防腐性能等。研究表明，某些由POSS改性PMMA制得的纳米纤维薄膜具有超疏水性能，而同样由POSS改性的Fe3O4纳米粒子不仅具有相同的超疏水性，还有一定的磁性，是制造磁性可控液体大理石的重要材料。

图1 八氨丙基倍半硅氧烷(POSS)结构示意图

在过去的数年里，倍半硅氧烷的研究呈现一种飞跃式的迅猛发展。研究人员通过对倍半硅氧烷性质的研究，开发出了许多新的化合物以及一些新的合成方法，并在一些催化过程中得到应用。……