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コアシェル 構造化ポリエチレングリコール 機能化 グラフェン エネルギー貯蔵 ポリマー 誘電体: 機械的性能と誘電性能の組み合わせ September 1,2020.

グラフェンは、最も薄く、最も強く、最も硬い材料であり、 sp2-ハイブリッド化 されたハニカムパターン構造に配置されています。カーボンは、現代の産業でより多くの潜在的なアプリケーションを見つけます より 他の炭素質 同素体; 手付かずの形で、それはまた優れた熱および電気伝導体です 。 ただし、特に電子アプリケーションでグラフェンを利用する際の主な障害は、 グラフェン 間の強い親和性により、完全に還元された状態でのグラフェンの不溶性です。 シート。


本研究では、 彼ら 初めて合成された 多分散 グラフェン 共有結合による望ましい導電率 機能化 単一端子付き アミノ化 ポリエチレングリコール モノメチル エーテル (PEG-NH2)。 PEG-NH2 グラフト化 グラフェン (PEG @ GO) その後、ヒドラジン水和物によって PEG @ rGO に還元されました。その後、 に 組み込まれます溶液混合によるエポキシ樹脂 方法 PEG @ rGO 「コアシェル」構造 エポキシに均一に分散し、誘電損失を効果的に低減したため、最終的な PEG @ rGO / エポキシ に優れた誘電特性と機械的強度をもたらしました。 ナノコンポジット。



図 1. 低倍率と高倍率 SEM (a、 a ’) の画像きちんとしたエポキシ、(b、 b ’) PEG @ rGO / エポキシ 1.0 wt%、および(c、 c ’) rGO / エポキシ 1.0 wt% ナノコンポジット。 PEG @ rGO / エポキシ の誘電特性 ナノコンポジット。


図 1は代表的な SEM を表示しますきちんとしたエポキシの画像、 PEG @ rGO / エポキシ および rGO / エポキシ ナノコンポジット。 きちんとしたエポキシの表面 (図 1a および a ') その 脆性 に特徴的な典型的な滑らかな構造を表示します。変更された PEG @ rGO エポキシに優れた分散性を示します (黒 図 1bの矢印) PEG @ rGO の明らかな集合体はありません 観察されます。 拡大された SEM PEG @ rGO / エポキシ の画像 ( 図 1b ’を参照) いくつかの PEG @ rGO を明らかにします ナノシート 引き出しまたはドラッグ from エポキシであり、強力な界面を確認します フィラー / マトリックス フィラー表面による相互作用 機能化 対照的に、未処理の グラフェン (rGO) ナノプレートレット 還元された グラフェン の不活性表面によって引き起こされるエポキシマトリックスに容易に凝集します。 図1c に示されているようにおよびc '、 rGO。 の混合と分散が不十分です。したがって、 PEG @ rGO の優れた分散未処理と比較して rGO その結果、 ナノコンポジット の誘電特性と機械特性が向上します。次の2つの サブセクションで説明します。



図 2. (a) の分散状態 PEG @ GO および (b) PEG @ rGO 異なる 時間後の異なる溶媒中


手付かずの グラフェン 水やその他の有機溶剤に非常に不溶性ですが、goは 多分散 を示します親水性酸素の形成による挙動 グループ PEG @ GO の溶解度および PEG @ rGO さまざまな溶媒で 図2 に表示されます予想通り、 PEG @ GO 水、アルコール、アセトン、 DMF で良好な適合性を示します1週間後でも PEG @ GO の良好な分散主に、そのエッジと基底面の酸素基に起因します。還元後、 PEG @ rGO 溶けにくい より PEG @ GO、特にアルコールと アセトン。 ただし、親水性 PEG-NH2 のグラフト化に成功しているため、優れた水溶性を示します。


要約すると、 グラフェン 酸化物は化学的に 官能化 単一端子付き アミノ-PEG (PEG-NH2) その後、 に 導入されました 「コアシェル」構造としてのエポキシ樹脂 ポリマーの誘電性能を向上させる 誘電体 結果の PEG @ rGO 親水性になり、 多分散 を表示しましたさまざまな 溶媒での挙動 PEG @ rGO のユニークな構造と優れた分散状態界面を変調し、微細構造を最適化するための簡単な技術を提供し、それにより高い誘電率を達成します。および低損失ポリマー誘電体 材料



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