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功能性石墨烯在聚合物材料的性能表現(xiàn)主要取決于它們在聚合物基體中的分散情況，而分散情況不僅與填料粒子和基體的相容性有關(guān)，而且與復(fù)合材料的制備工藝密切相關(guān)。當(dāng)前，制備聚合物功能化石墨烯復(fù)合材料主要有三種方法，分別是：溶液法、原物聚合法和熔融共混法。

傳統(tǒng)的納米復(fù)合材料為無規(guī)排布的狀態(tài)，然而取向排布的納米復(fù)合材料則具有鮮明的各向異性，材料具有更高的力學(xué)性能和更多的功能性。成型加工條件能影響聚合物的型態(tài)，而型態(tài)又決定了制品的宏觀性能，這就是所謂的：工藝決定結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)決定性能。因此，通過在成型加工過程中采用特殊的加工方法調(diào)控聚合物的型態(tài)，影響材料的最終性能，就能拓展應(yīng)用領(lǐng)域。目前，誘導(dǎo)填料粒子在高分子基材內(nèi)取向的方法有機(jī)械拉伸、流動剪切誘導(dǎo)、電場和磁場誘導(dǎo)和受限誘導(dǎo)等。

「流動剪切誘導(dǎo)」是指外部的流動能夠誘導(dǎo)聚合物熔體的分子取向，從而產(chǎn)生不同的結(jié)晶動力學(xué)、晶體結(jié)構(gòu)和晶體形貌。流動容易誘導(dǎo)聚合物熔體生成取向的 Shish-hebabs 晶體，Shish-hebabs 晶體結(jié)構(gòu)主要來源于流動誘導(dǎo)的高度取向的聚合物分子鏈，有一定長度且平滑延伸的晶體結(jié)構(gòu)凝聚體。而「電場和磁場誘導(dǎo)」是指聚合物分子在電場的作用下發(fā)生優(yōu)先取向重排，目前發(fā)現(xiàn)多數(shù)聚合物在合適的條件下都可以受到磁場的誘導(dǎo)取向。至于「受限誘導(dǎo)」是指聚合物分子在受限條件下的取向結(jié)晶。聚合物在受限條件下的取向結(jié)晶與聚合物本體的結(jié)晶不同，主要的成核機(jī)理、晶體形貌、生長速度、分子取向和結(jié)晶度等都會因為受限的條件不同而產(chǎn)生不同影響，尤其是在晶體尺寸上。

石墨烯在高分子基體中的分散問題，以及與基體界面的相互作用是制備高性能石墨烯高分子復(fù)合材料的關(guān)鍵問題。為了提高石墨烯與高分子的相容性，解決分散與界面相互作用的問題，我們通常先對石墨烯做適當(dāng)?shù)男揎棧戎苽涑龉δ芑?。再來，利用流動剪切實現(xiàn)功能石墨烯與高分子晶體的取向，方可進(jìn)一步提高石墨烯高分子復(fù)材的性能。另外，我們正在嘗試把兩步做一步法實踐，也就是先在石墨烯微片上以適當(dāng)反應(yīng)物進(jìn)行官能化，能夠均勻地負(fù)載高分子（有點類似原位聚合法，但不是），再通過稀釋分散方法將復(fù)材放進(jìn)二次加工設(shè)備制備，目前分散情況良好，整體性能也有提升。

實務(wù)上，取向可以用機(jī)械加工或自組裝來改善，反而填料的大小、分布、形狀、表面狀態(tài)、本體（內(nèi)部）結(jié)構(gòu)和晶粒組織，以及顆粒的各種機(jī)械強(qiáng)度，對粉體自身特別是對其二次加工產(chǎn)品如涂料的性能，影響頗大。其中，最具影響力的是粉體的「粒徑」和「粒度分布」。所謂漆膜好看談的是「光澤度」，涂層的光澤度與涂層表面的平整度即「光潔度」有關(guān)。而這種平整度又與涂層中分散的顏料和填料等粉體的「粒度」有關(guān)。對于高光澤度涂層，即使表面含有極個別的粗大顆粒，也會影響對入射光的定向反射，從而影響光澤度。高光澤面漆，要求顏填料等粉體粒徑必須在 0.3um 以下，而石墨烯動輒幾微米在導(dǎo)電效果一定會較差，怎么取兩者平衡才是開發(fā)者的兩難。影響涂層表面光澤的其他因素也很多，如涂料的顏料體積濃度、分散程度、流變性（流平性）以及涂裝技術(shù)等，這就是我說要跟專業(yè)廠商合作開發(fā)的主要原因。

主要原因還是在填料方面，要想獲得致密的涂層，一是看樹脂與粉體的相容性要好，二是粉體在樹脂中分散要好，三是粉料的物理參數(shù)，比如密度、細(xì)度都要調(diào)整一下。石墨烯通常加得少，是用來做功能性角色，必須適當(dāng)?shù)嘏浜匣募爸鷦?/p>