以可再生没食子酸为原料合成了生物基环氧单体GA-II。所含芳香基团使其能够通过强的π-π相互作用被吸附到石墨烯表面,这已被拉曼光谱和UV光谱证实。GA-II锚定的石墨烯容易均匀分散在环氧树脂中。固化后的石墨烯/环氧复合材料表现出优异的力学性能、优异的导热性能和高导电性。仅添加2 wt% GA-II/石墨烯,复合材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量分别提高了27%、47%、9%和21%。导热率和电导率也分别提高了12倍(从0.15到1.8 W m
-1 K
-1)和8个数量级(从7.0×10
-15到3.28×10
-5 s cm
-1)。该研究为我们提供了一种高效环保的石墨烯分散剂,为制备性能优良的环氧/石墨烯复合材料提供了一种有效的方法。
Scheme 1 没食子酸型环氧(GA-II)的合成反应路线。
Fig. 1 GA,GA-I,GA-II的FT-IR光谱。
Fig. 2 GA-I(a1),GA-II(b1)的
1 H NMR光谱和GA-I(a1),GA-II(b2)的
13C NMR光谱。
Fig. 3 石墨烯和GA-II /石墨烯悬浮液的拉曼光谱。
Fig. 4 GA-II,GA-II /石墨烯和石墨烯悬浮液的紫外可见光谱
Fig. 5 (a) GA-II/石墨烯的AFM图像、(b)溶液悬浮液沉积在基底上的原始石墨烯,(c) GA-II/石墨烯的TEM图,(d,e)分散在环氧基体中的GA-II/石墨烯的TEM图。
Fig. 6 环氧/石墨烯复合材料的导热系数图。
Fig. 7 环氧/石墨烯复合材料的电导率图。
相关研究成果于2013年由宁波材料所Jin Zhu课题组,发表在J. Mater. Chem. A (DOI: 10.1039/c3ta01700a) 上。原文:How a bio-based epoxy monomer enhanced the properties of diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA)/ graphene composites。