הכנה ומאפיינים של חומר פולימרי סרט פוליאמיד/גרפן

על פי דיווחים, שיטות ההכנה של חומרים מרוכבים מפוליאימיד/גרפן הן בדרך כלל: מיזוג תמיסות, פילמור במקום ומיזוג נמס.

(1) מיזוג תמיסות

מיזוג פתרונות: לאחר ערבוב של גרפן ונגזרות גרפן לפיזורם בתמיסת פולימר, ולאחר מכן הסרת הממס, ניתן להכין את החומרים הננו-מרוכבים הפולימריים המתאימים. מכיוון שלגרפן אין כמעט מסיסות, והגרפן נוטה להצטברות בין-שכבת. לכן, חוקרים הכניסו קבוצות פונקציונליות אורגניות למבנה של גרפן כדי להגביר את המסיסות של גרפן ונגזרות גרפן. מכיוון שגרפן אוקסיד מסיס במים, ניתן לערבב אותו ישירות עם התמיסה הקולואידית שלו והתמיסה המימית הפולימרית המסיסה במים. לאחר ערבוב, טיפול קולי ותהליכי דפוס, לחומר המרוכב של תחמוצת הפולימר/גרפן המוכן יש תכונות מכניות מצוינות. בהכנת תחמוצת גרפן ופולימרים בלתי מסיסים במים באמצעות מיזוג להכנת חומרים מרוכבים, התפקוד האורגני של תחמוצת הגרפן עוזר יותר ויותר לשפר את מסיסותו בממיסים אורגניים ושילוב חזק עם פולימרים.

(2) פילמור באתרו

ההבדל הגדול ביותר בין שיטת מיזוג התמיסות לשיטת הפילמור במקום הוא שתהליך סינתזת הפולימר וערבוב של גרפן או נגזרות גרפן מתבצעים בו זמנית, ושרשראות הפולימר הנוצרות מהפילמור והגרפן או הגרפן. לנגזרות יש מראה שונה. אפקט קשר קוולנטי חזק. לחומר המרוכב של פולימר/גרפן המתקבל בשיטה זו יש אפקט ממשק חזק יותר, כך שפונקציית ההכללה שלו שופרה משמעותית. ביניהם, החומרים המרוכבים של פולימר/גרפן שהוכנו על ידי שימוש בניילון-6, פוליסטירן, שרף אפוקסי וכו’ כמטריצת הפולימר מוכנים כולם על ידי פילמור במקום.

(3) מיזוג נמס

בתהליך של מיזוג נמס, ניתן להכין את החומר המרוכב של פולימר/גרפן ללא ממיסים. זה רק צריך לערבב גרפן או גרפן נגזרות ואת הפולימר במצב מותך בהשפעת טמפרטורה גבוהה וכוח גזירה גבוה. דווח כי מגוון פולימרים (כגון פוליאסטר ופוליקרבונט, פוליאתילן 2,6-נפטלאט)/חומרים מרוכבים גרפן פונקציונליים הוכנו על ידי מיזוג נמס. ניסיתי גם מיזוג נמס ושילוב של חומצה פולילקטית/גרפן וחומרי פוליאתילן טרפתלט/גרפן. למרות ששיטה זו יכולה לממש הכנה בקנה מידה גדול למרות פעולתה הפשוטה, יריעת הגרפן נשברת עקב השפעת כוח הגזירה הגבוהה במהלך תהליך ההכנה.