Պոլիմիդային թաղանթի/գրաֆենի պոլիմերային նյութի պատրաստում և բնութագրեր

Ըստ զեկույցների, պոլիիմիդ/գրաֆեն կոմպոզիտային նյութերի պատրաստման եղանակներն են ընդհանուր առմամբ՝ լուծույթի միաձուլումը, տեղում պոլիմերացումը և հալման խառնուրդը։

(1) Լուծույթի խառնուրդ

Լուծույթների խառնուրդ. Գրաֆենը և գրաֆենի ածանցյալները խառնելուց հետո դրանք ցրելու համար պոլիմերային լուծույթում, իսկ հետո լուծիչը հեռացնելուց հետո կարող են պատրաստվել համապատասխան պոլիմերային նանոկոմպոզիտային նյութեր: Քանի որ գրաֆենը գրեթե չունի լուծելիություն, իսկ գրաֆենը հակված է միջշերտային ագրեգացման: Հետևաբար, հետազոտողները գրաֆենի կառուցվածքում ներմուծել են օրգանական ֆունկցիոնալ խմբեր՝ գրաֆենի և գրաֆենի ածանցյալների լուծելիությունը բարձրացնելու համար։ Քանի որ գրաֆենի օքսիդը ջրում լուծվող է, այն կարող է ուղղակիորեն խառնվել իր կոլոիդային լուծույթի և ջրում լուծվող պոլիմերային ջրային լուծույթի հետ։ Խառնուրդից, ուլտրաձայնային մշակման և ձուլման գործընթացներից հետո պատրաստված պոլիմերային/գրաֆեն օքսիդի կոմպոզիտային նյութն ունի գերազանց մեխանիկական հատկություններ: Գրաֆենի օքսիդի և ջրում չլուծվող պոլիմերների պատրաստման ժամանակ կոմպոզիտային նյութերի պատրաստման միջոցով միաձուլման միջոցով գրաֆենի օքսիդի օրգանական ֆունկցիան ավելի ու ավելի է օգնում բարելավելու նրա լուծելիությունը օրգանական լուծիչներում և պոլիմերների հետ ուժեղ համադրությամբ:

(2) In-situ պոլիմերացում

Լուծույթի խառնուրդի մեթոդի և insitu պոլիմերացման մեթոդի միջև ամենամեծ տարբերությունն այն է, որ պոլիմերների սինթեզի գործընթացը և գրաֆենի կամ գրաֆենի ածանցյալների խառնումն իրականացվում են միաժամանակ, և պոլիմերացման և գրաֆենի կամ գրաֆենի արդյունքում ձևավորված պոլիմերային շղթաները: ածանցյալները տարբեր տեսք ունեն։ Ուժեղ կովալենտային կապի ազդեցություն: Այս մեթոդով ստացված պոլիմեր/գրաֆեն կոմպոզիտային նյութն ավելի ուժեղ միջերեսային էֆեկտ ունի, ուստի դրա ընդհանրացման ֆունկցիան զգալիորեն բարելավվել է։ Դրանցից պոլիմերային/գրաֆեն կոմպոզիտային նյութերը, որոնք պատրաստված են նեյլոն-6, պոլիստիրոլ, էպոքսիդային խեժ և այլն, որպես պոլիմերային մատրիցա, պատրաստվում են տեղում պոլիմերացման միջոցով:

(3) Հալեցման խառնուրդ

Հալեցման գործընթացում պոլիմերային/գրաֆեն կոմպոզիտային նյութը կարող է պատրաստվել առանց լուծիչների: Այն միայն անհրաժեշտ է խառնել գրաֆենը կամ գրաֆենի ածանցյալները և պոլիմերը հալված վիճակում՝ բարձր ջերմաստիճանի և բարձր կտրող ուժի ազդեցության տակ: Հաղորդվում է, որ մի շարք պոլիմերներ (օրինակ՝ պոլիեսթեր և պոլիկարբոնատ, պոլիէթիլեն 2,6-նաֆտալատ)/ֆունկցիոնալ գրաֆեն կոմպոզիտային նյութեր պատրաստվել են հալեցման միջոցով։ Ես նաև փորձեցի հալեցման և պոլիկաթթվի/գրաֆենի և պոլիէթիլենային տերեֆտալատի/գրաֆենի նյութերի միաձուլումը և բաղադրությունը: Չնայած այս մեթոդը կարող է իրականացնել լայնածավալ պատրաստում, չնայած իր պարզ գործողությանը, գրաֆենի թերթիկը կոտրվում է պատրաստման գործընթացում բարձր կտրող ուժի ազդեցության պատճառով: