国内外石墨烯_橡胶复合材料研究进展

石墨烯复合材料的研究进展一、本文概述石墨烯，作为一种新兴的二维碳纳米材料，自2004年被科学家首次成功分离以来，其独特的物理、化学和机械性能引起了全球科研人员的广泛关注。

凭借其优异的导电性、高比表面积、良好的热稳定性和出色的力学性能，石墨烯在多个领域，特别是复合材料领域，展现出了巨大的应用潜力。

本文旨在全面综述石墨烯复合材料的研究进展，探讨其制备技术、性能优化以及在能源、环境、生物医学等领域的应用现状，并展望未来的发展趋势。

通过对相关文献的梳理和分析，我们期望能为读者提供一个清晰、系统的石墨烯复合材料研究脉络，为未来的科研工作和实际应用提供有益的参考。

二、石墨烯复合材料的制备方法石墨烯复合材料的制备方法多种多样，这些方法的选择和应用主要取决于所需复合材料的特性、石墨烯的形貌和尺寸、以及复合材料的应用领域。

以下是几种主要的石墨烯复合材料制备方法：溶液混合法：这种方法是制备石墨烯复合材料最简单、最直接的方法之一。

通过将石墨烯粉末或石墨烯溶液与基体材料溶液混合，然后进行搅拌、超声处理或热处理，使石墨烯均匀分散在基体材料中。

这种方法的优点是操作简单，可以大规模生产，但石墨烯的分散性和均匀性可能受到影响。

原位聚合法：这种方法通过在石墨烯表面引发聚合反应，使石墨烯与聚合物基体直接化学键合。

这种方法可以显著提高石墨烯与基体之间的界面相互作用，增强复合材料的性能。

然而，这种方法通常需要较高的反应温度和压力，操作相对复杂。

熔融共混法：这种方法是将石墨烯粉末直接与熔融的聚合物基体混合，然后通过热处理和机械搅拌使石墨烯均匀分散在基体中。

这种方法适用于高温稳定的聚合物基体，可以制备出高性能的石墨烯复合材料。

气相沉积法：这种方法通过在气相中分解含碳前驱体，使碳原子在基体表面沉积形成石墨烯。

这种方法可以制备出高质量的石墨烯，且石墨烯与基体之间的结合力强。

然而，这种方法需要特殊的设备和技术，成本较高。

近年来，随着科学技术的不断发展，新型的制备方法如3D打印、静电纺丝等也逐渐应用于石墨烯复合材料的制备。

国内外工程领域石墨烯改性沥青复合材料研究现状与发展动态将结构特殊、性能优异的二维碳纳米材料石墨烯应用于土木工程，可以全面提高工程材料性能，拓展石墨烯的应用领域。

通过梳理近年来国内外土木工程领域石墨烯沥青复合材料研究现状和发展动态，发现在沥青中掺入石墨烯改善其路用性能，但缺乏相关研究，如石墨烯—沥青结构的精细表征、对石墨烯—沥青独特行为的微观作用机制、石墨烯—沥青及沥青混合料的关键行为特性变化规律、石墨烯—沥青复合材料体系。

将石墨烯掺入70号沥青，采用宏观和微观的研究方法初步探索石墨烯沥青混合物。

研究结果表明：石墨烯对沥青具有亲和性，能够被热沥青插层或剥离，形成以石墨烯片为基面的超分子结构；掺入石墨烯显著改善沥青行为特性尤其是低温性能。

石墨烯(Graphene)是一种由C原子经sp2电子轨道杂化后形成的蜂巢状二维纳米材料。

近年来，石墨烯以其独特结构、优异性能和广阔的应用前景在电子、信息、能源、材料、环保和生物医药等领域成为科研的热点[1−11]。

石墨烯制备技术取得了积极进展，为石墨烯的基础研究和应用开发提供了原料保障，无论在理论研究还是工程应用层面，石墨烯及衍生的石墨烯复合材料都显示出重大的科学意义和应用潜力。

国内将碳原子层在1~10层的石墨烯及相关衍生物统称石墨烯材料，其中石墨烯具有单纯碳原子形成的准二维结构，同时，石墨烯的碳层可结合—NH2，—COOH，—OH，—C=O和—O—等官能团，形成官能团化的石墨烯，目前主要包括氧化石墨烯(graphene oxide，GO)和胺基化石墨烯(TNRGON)这2类。

将石墨烯材料应用于土木工程领域，开展石墨烯沥青复合材料研究，可以使不同环境中的工程材料获得更好的性能和更长的寿命，并降低服役成本，同时也可为石墨烯材料功能化应用提供新的发展方向。

目前，国内外对于工程领域石墨烯复合改性沥青材料的研究尚处于初步探究阶段，理论和实际应用方面都存在许多问题亟待解决。

本文疏理近年来国内外工程领域石墨烯材料复合改性沥青材料的研究现状和发展动态，并对墨烯改性沥青复合材料进行探讨。

石墨烯聚合物复合材料的制备与性能研究石墨烯作为一种二维的碳纳米材料，拥有独特的物理和化学性质，引起了广泛的研究兴趣。

而将石墨烯与聚合物复合制备成新型材料，也成为了当前前沿的研究方向之一。

本文将探讨石墨烯聚合物复合材料的制备方法以及相关性能研究进展。

一、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法多种多样，其中最常用的方法是机械剥离法。

该方法通过在石墨表面使用粘性剂剥离石墨烯，并通过溶剂处理使其分散为独立的石墨烯片。

此外，还有化学气相沉积法、化学还原法等制备方法。

这些方法中，机械剥离法制备的石墨烯具有高质量和大尺寸等优势。

二、石墨烯聚合物复合材料的制备方法将石墨烯与聚合物复合制备成新材料的方法主要有两种：一种是物理混合法，将石墨烯与聚合物经过机械混合、溶剂混合等方式混合制备成复合材料；另一种是化学合成法，通过聚合物的化学反应合成石墨烯聚合物复合材料。

其中，物理混合法简单易行，成本低，但界面结合力较差；而化学合成法能够在石墨烯和聚合物之间形成更加稳定的化学键，增强界面结合力。

三、石墨烯聚合物复合材料的性能研究石墨烯聚合物复合材料的性能研究主要体现在力学性能、热性能、电学性能和光学性能等方面。

力学性能方面，石墨烯的加入可以显著提高聚合物复合材料的强度和刚度。

石墨烯具有极高的抗拉强度和模量，且其二维结构还能减轻材料的密实度，使复合材料更加轻盈。

同时，石墨烯的高柔韧性也能提高聚合物的韧性，增加材料的断裂韧性。

热性能方面，石墨烯的导热性能突出，可以将热量迅速传导到复合材料的整个体积中，提高材料的导热性能。

石墨烯的加入还能提高材料的热稳定性和阻燃性能，减少火灾事故的发生。

电学性能方面，石墨烯是一种优秀的导电材料，可以显著提高聚合物复合材料的导电性能。

这使得复合材料在柔性电子器件、电磁屏蔽等领域具有广泛的应用前景。

光学性能方面，石墨烯具有宽波长吸收和优异的非线性光学性质。

复合材料中的石墨烯可以调控光的传输和吸收特性，使其在光学器件、光电子学等领域有着重要的应用价值。

石墨烯复合材料研究进展摘要：近年来石墨烯因其优良的力学、电学、热学和光学等特性, 且添加到基体材料中可以提高复合材料的性能，拓展其功能，因此石墨烯复合材料的制备成为研究热点之一。

本文介绍了国内外对石墨烯复合材料的研究，对石墨烯复合材料的研究进展及现状进行了详细的介绍，并对石墨烯复合材料的发展趋势进行了展望。

关键词：石墨烯；复合材料；研究进展一、引言石墨烯因其优异的物理性能和可修饰性, 受到国内外学者的广泛关注。

石墨烯的杨氏模量高达1TPa、断裂强度高达130GPa，是目前已知的强度性能最高的材料，同时是目前发现电阻率最小的材料, 只有约10-8Ω·m；拥有很高的电子迁移率，且具有较高的导热系数。

氧化石墨烯作为石墨烯的重要派生物，氧化石墨烯薄片在剪切力作用下很容易平行排列于复合材料中, 从而提高复合材料的性能。

本文总结介绍了几种常见的石墨烯复合材料。

二、石墨烯复合材料（1）石墨烯及氧化石墨烯复合材料膜聚乙烯醇（PVA）结构中有非常多的羟基，因此其能与水相互溶解，溶解效果很好。

GO和PVA都可以在溶液中形成均匀、稳定的分散体系。

干燥成型后，GO在PVA中的分散可以达到分子水平，GO表面丰富的含氧官能团可以与PVA的羟基形成氢键，因此添加少量的GO可以显著提高复合材料的力学性能。

樊志敏[1]等制备出了氧化石墨烯纳米带/TPU复合膜。

通过机械测试显示，当加入氧化石墨烯纳米带的量为2%时，复合薄膜的弹性模量和抗拉强度与不加氧化石墨烯纳米带的纯TPU薄膜相比都得到了非常大的提高，分别提高了160%和123%。

马国富[2]等人发现，在聚乙烯醇（PVA）和氧化石墨烯（GO）复合制备的得复合薄膜中，GO均匀的分散在PVA溶液中，PVA的羟基与GO表面的含氧基团发生相互作用复合而不分相。

加入GO之后，大大提高了复合膜的热稳定性，当加入的GO量为3%时，纳米复合膜力学性能测试出现最大值，此时断裂伸长率也出现了最大值，这表明在此GO含量时复合膜有最佳性能；与不加GO的纯PVA膜相比，当加入的GO量为3%时，耐水性也大大地提高。

石墨烯复合材料的制备及应用研究进展一、本文概述石墨烯，作为一种新兴的二维纳米材料，因其独特的电子结构、优异的物理和化学性能，在复合材料领域引起了广泛的关注。

石墨烯复合材料结合了石墨烯和其他材料的优点，使得这种新型复合材料在力学、电学、热学等方面表现出色，因此具有广阔的应用前景。

本文旨在综述石墨烯复合材料的制备方法、性能特点以及在不同领域的应用研究进展，以期为石墨烯复合材料的进一步研究和实际应用提供理论支持和参考。

本文将首先介绍石墨烯及其复合材料的基本概念和特性，然后重点综述石墨烯复合材料的制备方法，包括溶液混合法、原位合成法、熔融共混法等。

接着，文章将探讨石墨烯复合材料在能源、电子、生物医学、航空航天等领域的应用研究进展，分析其在提高材料性能、降低成本、推动相关产业发展等方面的重要作用。

本文还将对石墨烯复合材料未来的研究方向和应用前景进行展望，以期推动这一领域的持续发展和创新。

二、石墨烯复合材料的制备方法石墨烯复合材料的制备方法多种多样，每一种方法都有其独特的优点和适用范围。

以下是几种主要的制备方法：溶液混合法：这是最简单且最常用的方法之一。

首先将石墨烯分散在适当的溶剂中，然后通过搅拌或超声处理使其均匀分散。

接着，将所需的基体材料（如金属氧化物、聚合物等）加入溶液中，通过搅拌或热处理使石墨烯与基体材料充分混合。

通过过滤、干燥等步骤得到石墨烯复合材料。

这种方法操作简便，但石墨烯在溶剂中的分散性和稳定性是关键因素。

原位生长法：这种方法通常在高温或特定气氛下进行，利用石墨烯与基体材料之间的化学反应，使石墨烯在基体材料表面或内部原位生长。

例如，通过化学气相沉积（CVD）或热解等方法，在金属氧化物或聚合物表面生长石墨烯。

这种方法可以得到石墨烯与基体材料结合紧密、性能优异的复合材料，但操作过程较复杂，且需要特殊的设备。

熔融共混法：对于高温稳定的基体材料，如金属或某些聚合物，可以采用熔融共混法制备石墨烯复合材料。

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第1期·168·化 工 进展石墨烯、3D 石墨烯及其复合材料的研究进展刘霞平，王会才，孙强，杨继斌（天津工业大学环境与化学工程学院，天津 300387）摘要：石墨烯是由单层碳原子紧密堆叠而成的蜂窝状材料，具有比表面积大、传热性能好、导电能力强等优点，普遍应用于各个领域。

但由于石墨烯使用过程中易团聚，导致其应用领域受限。

石墨烯组装而成的3D 石墨烯拥有更大的活性表面积等特性，近年来引发密切关注。

与此同时，石墨烯、3D 石墨烯改性成为当前探究的焦点。

本文在介绍石墨烯、3D 石墨烯的结构、性能及石墨烯制备的基础上，总结了3种复合材料的主要制备途径，并且分析了其合成方法的利弊。

重点探讨了它们在锂离子电池、燃料电池的电化学催化剂及传感器中的应用，简述了复合材料优良性能产生的机理。

提出在掺杂改性中应注意各元素掺杂量、掺杂比例、掺杂位点的确定等问题。

最后指出了石墨烯、3D 石墨烯及其复合材料的制备还面临不稳定、无法大规模生产、导电率低的瓶颈并对其在固态金属锂电池、透明电池、吸附材料等领域的发展前景做了展望。

关键词：石墨烯；3D 石墨烯；改性；团聚；复合材料中图分类号：TB33 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）01–0168–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0838Research progress of graphene and 3D graphene compositesLIU Xiaping ，WANG Huicai ，SUN Qiang ，YANG Jibin（School of Environmental and Chemistry Engineering ，Tianjin Polytechnic University ，Tianjin 300387，China ）Abstract: Graphene is a honeycomb material composed of a flat monolayer of tightly packed carbonatoms. It has large surface area ，good heat transfer performance ，and excellent conductivity ，and therefore is widely used in various fields. However ，graphene is easy to aggregate ，which greatly limits its applications. In recent years ，the graphene assembled 3D graphene has attracted lots of attention because of its large active surface area and other good characteristics. At the same time ，the modifications of graphene and 3D graphene have become the focus of current research. This paper introduced the structure and properties of graphene and 3D graphene and the preparation of graphene ，and then summarized the main preparation methods of three kinds of composites ，followed by the analysis of the advantages and disadvantages of the synthesis method. Special emphasis was devoted to their applications in lithium ion batteries ，electrochemical catalysts of fuel cells and sensors. The mechanism of the excellent performance of composite materials was briefly introduced. It is suggested that the doping amount ，doping ratio and the doping sites are key factors in the doping modification. Finally ，it was pointed out that the preparation of graphene and 3D graphene composites is also facing bottlenecks of instability ，unable to prepare in large scale and low conductivity. Finally ，its prospects in the development of solid metal lithium batteries ，transparent batteries ，adsorption materials and other fields were also discussed. Key words ：graphene ；3D graphene ；modification ；agglomeration ；composites@ 。

23《广东橡胶》2020年 第3期石墨烯在橡胶中的应用研究进展崔小明摘 要：概述了石墨烯在天然橡胶、硅橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶等方面的应用研究进展，指出了其今后的发展方向。

关键词：石墨烯；填料；补强；天然橡胶；硅橡胶；丁苯橡胶；丁腈橡胶；研究进展石墨烯作为一种新型碳材料，与碳纳米管类似，石墨烯也是由碳原子构成，不同的是，石墨烯是一种二维片层结构的碳材料，单层石墨烯的理论厚度为0.34n m，比表面积约为2630m2/g，是现在所知纳米填料中最薄的一种。

石墨烯正是由于自身独特的结构特征，从 而具有许多十分优异的性能，例如，其模量最高可达1100G P a，导热系数达5300W/（ｍ•Ｋ），电导率高达106S/m 除此之外，石墨烯还有很好的透光性和气体阻隔性。

与其他填料如炭黑、白炭黑、碳纳米管、粘土等相比，石墨烯具有更高的比表面积、强度、弹性、热导率和电导率等，用作增强剂可极大地改善橡胶材料的电学性能、力学性能、热学性能等。

概述了石墨烯在天然橡胶、硅橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶等方面的应用研究进展，指出了其今后的发展方向。

1 在天然橡胶方面的应用王经逸等[1]用离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)改性氧化石墨，研究了其对天然橡胶(N R)硫化胶物理机械性能和导热性能的影响。

结果发现，离子液体成功插入到氧化石墨片层中，得到了改性的氧化石墨烯(GO-ILs)；当填充G O-I L s的质量为0.5份时，N R硫化胶的物理机械性能达到最佳，相比未填充者，硫化胶的100%和300%定伸应力以及拉伸强度和撕裂强度分别提高了51%、86%、6%和36%。

G O-I L s使得N R硫化胶的储能模量和玻璃化转变温度下降，导热性能提高；当G O-I L s质量达到4份时，N R硫化胶的导热系数与未填充者相比可增加91%。

刘尧华等[2]采用乳液共混和原位还原法制备了NR/还原氧化石墨烯(RGO)纳米复合材料，研究了γ射线辐照对复合材料力学性能和热稳定性的影响。

石墨烯复合材料应用研究进展一、本文概述石墨烯，一种由单层碳原子紧密排列形成的二维晶体材料，自2004年被科学家首次成功分离以来，便以其独特的物理、化学和电子性能，引发了全球范围内的研究热潮。

石墨烯具有出色的电导性、热导性、力学性能和化学稳定性，因此在诸多领域具有广阔的应用前景。

随着科技的进步，石墨烯已不再是单一使用的材料，而是逐渐与其他材料复合，形成石墨烯复合材料，以进一步拓展其应用范围和提升性能。

本文旨在对石墨烯复合材料的应用研究进展进行系统的梳理和总结。

我们将首先概述石墨烯及其复合材料的基本性质，然后分析石墨烯复合材料在能源、环境、生物医学、电子信息等领域的最新研究进展，探讨其实际应用中所面临的挑战和解决方案。

通过本文的阐述，我们期望能够为读者提供一个全面而深入的了解石墨烯复合材料应用研究的平台，为未来的科研工作和产业发展提供有益的参考。

二、石墨烯复合材料的制备方法石墨烯复合材料因其独特的物理化学性质，在能源、环境、生物医学等领域展现出广阔的应用前景。

而制备方法的选择和优化对于实现石墨烯复合材料的优良性能和应用潜力至关重要。

目前，石墨烯复合材料的制备方法主要包括溶液混合法、原位生长法、熔融共混法以及气相沉积法等。

溶液混合法是最常见且简单的制备石墨烯复合材料的方法之一。

通过将石墨烯粉末或溶液与基体材料溶液混合，再利用超声、搅拌等手段使其均匀分散，最后通过干燥、热处理等步骤得到复合材料。

这种方法操作简单，但需要注意的是石墨烯在溶液中的分散性和稳定性。

原位生长法是通过在基体材料表面或内部直接生长石墨烯纳米片的方法。

通常利用化学气相沉积（CVD）或热解等方法，在基体材料表面引入碳源，在高温条件下使其分解并生成石墨烯。

这种方法制备的石墨烯与基体材料结合紧密，但制备过程相对复杂，成本较高。

熔融共混法是将石墨烯与熔融状态的基体材料混合，通过剪切力使石墨烯均匀分散在基体材料中。

这种方法适用于高温熔融的聚合物基体材料，制备得到的石墨烯复合材料具有较好的机械性能和热稳定性。

石墨烯及其复合材料的研究进展石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体结构，具有极高的导电性、导热性和机械强度，因此在诸如电子学、能源、传感器等领域具有广泛应用前景。

随着石墨烯研究的不断深入，越来越多的石墨烯复合材料被制备出来并被应用在实际中。

本文将介绍石墨烯及其复合材料的研究进展。

石墨烯的制备方法主要有机械剥离、化学气相沉积和化学还原等。

在机械剥离法中，通过在石墨晶体表面涂覆一层黏性剂，再使用胶带或刮刀将其剥离，就可以得到一层石墨烯。

化学气相沉积法则是将石墨烯生长在含碳气体的金属基片上，但这种方法需要高温高压条件下进行，而且存在成分不稳定的问题。

近年来，化学还原法由于制备简便、成本低廉等优势已经成为了石墨烯的主要制备方法之一。

化学还原法可以通过加热石墨烯氧化物或者将石墨烯氧化物和还原剂同时进行反应来得到石墨烯。

石墨烯作为一种新材料，在众多领域展露出了巨大的应用潜力。

在电子学领域，由于石墨烯导电性极高，可以制作出高性能的场效应晶体管、电荷传输器件等。

在光电领域，石墨烯在太阳能电池、光传感器等方面发挥着重要作用。

此外，石墨烯还可以应用于电磁屏蔽、生物传感等多个领域。

除了单独应用石墨烯，人们还发现将石墨烯与其他材料复合可以进一步增强其性能。

在支撑材料方面，人们可以将石墨烯直接复合在其他纤维或者颗粒材料上，形成石墨烯复合纤维或者颗粒。

在组合材料方面，人们可以将石墨烯与其他材料复合在一起，形成石墨烯复合材料。

一种常见的石墨烯复合材料是石墨烯复合聚合物。

这种复合材料可以通过将石墨烯加入聚合物中，来改善其机械、热学和电学性能。

相比于传统聚合物材料，石墨烯复合聚合物具有较高的导电性和导热性，因此在半导体、电池、储能等领域有着广泛的应用前景。

此外，人们还将石墨烯与金属、半导体等复合，在这些复合材料中石墨烯通常充当载流子的输运通道。

其中，石墨烯与铜、铝等复合材料可以提高电导率和导热率，从而改善导电线材、散热器等设备的性能。

石墨烯材料在各个领域应用的进展1复合材料石墨烯由于具有极高的力学性能和电学性能，在作为聚合物基体的加强功能化添加剂方面被认为据有广泛的讨论前景。

2023年美国西北大学的Stankovich和RuofjF等人在Nature上报道了薄层石墨烯．聚苯乙烯纳米复合材料。

该讨论小组首先使用苯基异氰酸酯对完全氧化的石墨烯进行化学亲油改性，使之剥离和分散在有机溶剂中。

剥离的石墨烯均匀分散在聚苯乙烯溶液中，加入少量还原剂即可恢复石墨片层的导电性。

在还原过程中，聚苯乙烯的存在有效地阻拦了石墨纳米片层的聚集，这是该方法成功的关键。

该复合材料具有较低的渗阀值，在0.1％的体积分数下即可以导电，1％体积分数下导电率可达0.1Sm—1，可广泛应用于电子材料。

氧化态石墨烯只有在还原情况下才能发挥其优异的电学和力学行能，为了解决氧化石墨烯原位还原制备复合材料过程团聚现象的发生，加添石墨烯在各种聚合物单体中的浸润性，Stankovich利用苯乙烯磺酸钠包覆氧化态石墨烯，降低了石墨烯之间的接触面积，从而阻拦其在还原过程中不可逆自聚。

Haddon所领导的小组制备了石墨烯．环氧树脂纳米材料。

首先制备石墨烯的丙酮分散液，与环氧树脂均匀混合固化后得到复合材料。

热导率测试表明厚度小于2nm的石墨烯片特别适合作为环氧树脂的填料，在添加量达到25％时，热导率可以提升3000％，达6.44WmoKl。

复合材料杰出的热导性能重要由石墨烯的二维单原子层结构，高的纵横比，硬度和低的热界面阻力。

但该方法使用了溶剂，使得在所得复合材料中有显现微纳孔洞的可能。

石墨烯的添加不仅有利于聚合物基体电性能，热传导性能的改善，对于提高玻璃化变化温度，复合材料力学性能也具有重点意义。

Ruoff和Aksay等人在聚丙烯腈及聚甲基丙烯酸甲酯中加入仅1％及0.05％的石墨烯纳米片后，发觉他们的玻璃化变化温度提升30℃，此外包括杨氏模量，拉伸强度，热稳定性等一系列力学及热学性质得到提高。

研究与开发化 工 设 计 通 讯Research and DevelopmentChemical Engineering Design Communications·171·第45卷第8期2019年8月从21世纪开始，石墨烯广泛应用到橡胶领域，而且在橡胶领域成为了一种新型材料，得到了人们的认可，并且得到了广泛的应用。

石墨烯在性能方面比较突出，在未来的发展和应用中有很好的应用前景。

1 石墨烯概述在橡胶领域中，石墨烯材料成为人们使用最广泛的材料，它也是世界上最薄、最坚硬的纳米材料，石墨烯材料作为世界上一种新型的材料得到了极大的认可。

石墨烯最大的优点在于它的导热性、导电性以及化学稳定性，并且石墨烯属于一种碳单质的形式。

随着经济的发展，越来越多的新技术逐渐出现，而在石墨烯生产加工上逐渐实现了工业化生产，摒弃了传统的生产方式，而石墨烯的出现在橡胶领域的应用尤为突出，并且得到了广泛的应用与发展，石墨烯材料可以被制成高强度橡胶以及导电橡胶等。

由于石墨烯材料的特殊性能以及极强的应用性得到了广泛的应用，在未来的发展中前景是光明的。

2 石墨烯的物理性质2.1 导电性能石墨烯材料具有强大的导电性能，而且石墨烯是由大量的碳原子组成，以及它具有极强的独立性，碳原子的未成键π与电子之间相互作用，所以，石墨烯材料得到了广泛的应用。

此外，石墨烯材料还具有其他性质，例如：电学性质、电子传输性。

石墨烯电流迁移率逐渐提高，而且其迁移率也在以光的速度来计算，已经达到巅峰时期，而且也是硒化铅等半导体材料所无法比拟的。

2.2 机械性能经过对石墨烯性能的研究，研究发现石墨烯材料并不均衡，而且石墨烯的机械性能也成为了石墨烯的主要性能之一，就目前的情况而言，石墨烯复合材料的研究已经成为了主要研究的问题之一。

石墨烯的出现，使得石墨烯复合材料的强度有所提高，经研究发现，与不添加石墨烯的复合材料相比，添加了石墨烯的复合材料的强度远高于不添加的，并且复合材料的强度可以提高二分之一甚至一倍。

石墨烯基橡胶复合材料的研究进展张灵;赵雄燕;王鑫;王磊;国建峰;赵颂;秦万宝【摘要】综述了近年石墨烯基橡胶复合材料的制备方法及研究成果,重点阐述了复合材料的热传导性、导电性以及气体阻隔性能方面的最新研究进展.同时对石墨烯基橡胶复合材料的发展前景进行了分析与展望,开发石墨烯表面化学修饰新方法和形态结构调控新工艺以及石墨烯基橡胶母料的高效、低成本制备技术将是该领域今后发展的主要方向.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)006【总页数】4页(P1263-1266)【关键词】石墨烯;橡胶;导电性;热传导性;气体阻隔性【作者】张灵;赵雄燕;王鑫;王磊;国建峰;赵颂;秦万宝【作者单位】河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄 050018;河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄 050018;河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄 050018;河北省产品质量监督检验研究院,河北石家庄 050091;河北省产品质量监督检验研究院,河北石家庄 050091;河北省产品质量监督检验研究院,河北石家庄 050091;河北省产品质量监督检验研究院,河北石家庄 050091【正文语种】中文【中图分类】TQ336.9;O614.33石墨烯(GE)为石墨的一种隔离层，其碳原子由SP2杂化轨道连接[1]，形成单一原子表面层状结构，这使得其具有优异物理化学特性：表面积比其他填料大，拉伸强度大，导电性好，具有好的气体阻隔性。

自Novoselov[2]首次通过机械剥离方法制得单独稳定存在的石墨烯至今，对石墨烯的探索开发一直是材料行业的努力方向[3]。

橡胶复合材料应用广泛，在航天航空、高铁以及高性能密封材料等领域有着不可替代的战略地位，随着橡胶工业的进一步发展，对橡胶制品的要求也逐步提升，目前橡胶材料的发展方向主要是功能化、特殊化和多元化。

实现橡胶性能提升的主要途径是填料的选择及使用。

目前常用的填料主要有炭黑、二氧化硅、蒙脱石、纳米陶瓷以及碳纳米管等[4-7]，而石墨烯作为新一代橡胶填充材料，由于其优异的力学性、良好的气体阻隔性和热性能以及表面积大，易于加工等有优点从所有填料里脱颖而出，已成为高性能橡胶复合材料的理想填料。

石墨烯复合材料的研究进展石墨烯以其优异的性能和独特的二维结构成为材料领域研究热点。

本文综述了石墨烯的制备方法并简单介绍了石墨烯的力学、光学、电学及热学性能，并对石墨烯的复合材料应用做了展望。

1制备方法熔融共混法：将原始石墨氧化，经过剥离并还原制成石墨烯，与聚合物在熔融状态下共混制得复合材料。

原位聚合法：将石墨烯与聚合物单体混合，加入引发剂引发反应，最后制得复合材料。

溶液混合法：在溶液共混法中，常常先制备氧化石墨烯，对其进行改性得到在有机溶剂中能够分散的分散液，通过还原得到石墨烯，然后与聚合物进行溶液共混制备石墨烯/ 聚合物复合材料。

乳液混合法：利用氧化石墨烯在水中具有良好的分散性，可将氧化石墨烯的水性分散液与聚合物胶乳进行混合，通过还原制备石墨烯/ 聚合物复合材料。

2性能特点导电性：石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。

石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定导热性能：石墨烯优异的热传输性能可应用于微型电子设备的热管理如导热膏热驱动、形状记忆聚合物等。

机械特性：石墨烯是人类已知强度最高的物质，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。

相互作用：石墨烯中电子间以及电子与蜂窝状栅格间均存在着强烈的相互作用。

化学性质：类似石墨表面，石墨烯可以吸附和脱附各种原子和分子。

从表面化学的角度来看，石墨烯的性质类似于石墨，可利用石墨来推测石墨烯的性质。

3结论与展望目前，无论是在理论还是实验研究方面，石墨烯均已展示出重大的科学意义和应用价值，且已在生物、电极材料、传感器等方面展现出独特的应用优势。

随着对石墨烯研究的不断深入，其内在的一些特殊性能如荧光性能、模板性能等也相继被发现。

由于石墨烯具有较大的比表面积、径厚比、热导率和电导率，与传统填料相比，石墨烯增强的复合材料具有更加优异的物理性能。