用于聚合物基复合材料导热填料的石墨烯及表面功能化研究进展

董熠哲 田恐虎 盛绍顶(安徽理工大学 材料科学与工程学院，淮南232001)

石墨烯及其功能衍生物的应用涵盖电子通讯、超级电容器，以及元器件热管理材料等领域[1-2]。作为一种具有超高热导率(≥3080 W/(m·K))的新型二维碳纳米材料，石墨烯可有效改善聚合物基复合材料的导热性能；但由于其大尺寸片层之间较强的π-π相互作用等因素极易导致其在聚合物基体中发生聚集，限制了其优异导热性能的发挥。因此采用表面功能化对石墨烯进行改性，促进其在聚合物基体中的均匀分散和导热性能的充分发挥，是一种行之有效的科学技术手段。近年来的学术研究也证实了石墨烯表面功能化是增强两相界面作用、降低界面热阻的有效途径之一[3-4]。本文综述了用于聚合物基复合材料导热填料的石墨烯及表面功能化研究进展，并对石墨烯的氨基功能化、乙基功能化和异氰酸酯基功能化进行了探讨与分析。

1 氨基功能化

石墨烯氨基功能化是其表面功能化的一种常用技术手段。Vu Minh Canh等[5]利用紫外光聚合法制备了油酰胺功能化石墨烯(OA-f-GO)/压敏胶复合材料。研究发现，油酰胺功能化可有效改善OA-f-GO 与压敏胶的分散性和相容性；当OA-f-GO 含量为5.0 wt%时，该复合材料的热导率较纯压敏胶提高了300.0%。Ding等[6]采用溶液共混-热压法制备了对苯二胺功能化石墨烯/聚苯乙烯复合材料(PPD-f-GO/PS)，实验表明，与纯GO相比，PPD-f-GO 与PS基体之间的界面结合作用显著提高。当PPD-f-GO含量为10.0 wt%时，该复合材料的导热系数为0.2 W/(m·K)，与纯PS 相比提高了66.0%。……