石墨烯填充橡胶复合材料的制备及性能研究(3)
1.2.4 化学气相沉积
化学气相沉积( chemical vapor deposition，CVD)[6]：在相当高的温度、气态条件下反应物质发生化学反应，加热的基体表面会沉积出已经产生的固态物质，进而通过气态传质（原子范畴）过程制得固体材料的工艺技术。这种方法不需要颗粒催化剂，通过选择不同工艺参数来控制石墨烯的生长，有效的制备出高质量、大面积的石墨烯。
1.3石墨烯的改性
受到大量科研工作者广泛追捧的石墨烯复合材料展现出了极其优良的传输电子能力、霍尔效应（常温下）以及巨大的比表面积等特性。正如我们所知，石墨烯具有优良的机械性能，热学性能，电化学性能使得石墨烯成为现在炙手可热的新材料。尤其是氧化石墨烯这种材料，它的原料简单易得，价格低廉，并且具有的官能团丰富和比表面积宽广，可在聚合物基体中经过改性和还原后形成纳米级分散，突出展现了在改善聚合物的热学、力学、电学性能等方面及其优秀的潜力 [7]。
1.3.1 非共价键改性石墨烯
石墨烯实现表面功能化是通过物理共混、π-π相互作用、离子键及氢键等非共价键的相互作用，形成稳定均匀的分散体系，从而实现非共价键改性石墨烯这一目的。氧化石墨（GO）通过化学还原法来制备石墨烯纳米片非常容易造成不可逆的沉淀
和凝聚，为避免上述情况，Yang[8~9]在硼氢化钠和含有两个乙烯基苄基咪唑鎓离子液体（ IMI- ILS）的碱性条件下将稳定分散良好的石墨烯同时官能化和还原获得。在这种情况下， IMI-离子液体的带正电荷的咪唑基团发生离子交换与带负电荷的GO薄片和被链接到其边缘，而IMi-离子液体是非共价地附着到石墨烯的表面通过[小π] - [小π]和/或阳离子 - [小π]堆积相互作用实现非共价键改性，使得石墨烯表面形成稳定的分散体系。
1.3.2 共价键改性石墨烯
石墨烯的共价修饰的石墨烯和石墨烯氧化物是通过化学反应，有机小分子或者高分子通过共价键与石墨烯片层连接起来从而实现共价键修饰石墨烯。Yang[8~9]通过用有机异氰酸酯处理的氧化石墨（ GO）来制备一些功能化的石墨氧化物。通过FT-IR光谱和元素分析表征表明，用异氰酸酯处理过的GO上面的羧基和羟基分别官能化形成酰胺和氨基甲酸酯。GO官能化程度可以通过异氰酸酯反应时间或反应活性来控制。当使用异氰酸酯官能化时，所描述的方法允许对氧化石墨烯纳米片制订不同的表面官能团。共价键改性石墨烯按照合成方向可以分为石墨烯接枝法和从石墨烯接枝法；按照合成前驱体，则分为共价键修饰氧化石墨烯[10]和共价键修饰非氧化石墨烯两种合成方法。
1.3.3 电化学改性石墨烯
改性石墨可以用电化学方法[11]制备的石墨烯悬浮胶体。Liu[12]等人使用石墨作为负极，浸泡在水和咪唑基离子相分离的液体混合物中，电压恒定在10 ～ 20 V，30分钟后，离子液体修饰的石墨烯在石墨阳极板沉淀干燥后可以均匀地分散在二甲基甲酰胺。石墨烯结构分别为长度700nm、宽度500nm和厚度1.1nm，且不用还原氧化石墨，就有一定程度的导电性，而且在极性溶剂中很好的分散开来。
1.4石墨烯在聚合物中的应用
橡胶复合材料由于其广泛的和潜在的应用在工程技术领域具有非常重要的地位。现如今，科研工作者一直致力于石墨烯/橡胶复合材料，其出色的电学，机械和渗透性能使它被誉为新一代的材料。石墨烯的发现使得橡胶纳米复合材料的合成成为了一个新的热点。石墨烯在大多数弹性体中展现出非常良好的分散性，相比于其他传统和纳米填料更加优异的性能，石墨烯有望大大提高基体的机械性能、电学性能和导热性能等。