Page 54 - 《橡塑技术与装备》2019年16期（8月下半月塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

石墨烯在橡胶中的应用

赵慧江
( 河北西姆克科技股份有限公司，河北 石家庄 050000)

摘要 ： 石墨烯是一种强度较高的材料，将其制备合成高性能的聚合物在工业生产中具有较高的应用价值。随着我国各项事业
的综合发展，工业制造领域对材料的要求越来越高，橡胶材料作为广泛应用于工业企业的一种常见材料，提高橡胶材料的性能就
显得尤为必要了。石墨烯与橡胶进行复合材料制备，能够显著提高传统橡胶材料的性能，提高材料的功能化，是我国橡胶材料发
展的主要方向。
关键词 ： 石墨烯 ；橡胶 ；合成 ；应用
中图分类号 ： TQ127.11 文章编号 ： 1009-797X(2019)16-0032-03
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.16.008

石墨烯作为纳米填料，其具比表面积更大和更强 在首次制得石墨烯前，专家学者普遍认为石墨烯
的作用力，优于传统材料的性能，将石墨烯用于提高 不会在任何的二维晶体结构中维持稳定性。然而，研
传统橡胶材料的性能是当前我国工业生产的主要趋势。 究表明石墨烯能够通过在表面上形成皱纹或通过吸附
目前，已知石墨烯的制备方法五花八门，本文就石墨 其他分子来维持稳定性。严格的说，这是一种单层物
烯的结构、合成方法、应用展望等进行探讨，旨在为 质，对于双层以及多层石墨，由于其结构和性质与石
石墨烯在我国工业生产中发挥最大价值提供一点理论 墨有着明显的不同，因此有学者指出双层以及多层石
帮助。 墨在广义上来说也属于石墨烯的范围。

1 石墨烯的结构 2 石墨烯的合成方法
2004 年，英国科学家首次通过胶带机械剥离高定 石墨烯的合成制备方法大致上可以分成自下而
向热解实验得到石墨烯后，这一物质迅速在世界范围 上、自上而下两种。
内引起了广泛的关注。石墨烯为一种新型的二维原子 2.1 自下而上方法
晶体，由通过杂交连接的单个原子碳原子层组成，整 自下而上这种方法主要包括气相沉积法、碳纳米
体上呈二维六方晶格结构分布，单层碳原子之间紧密 管转换法、化学转化法以及晶体外延生长法等。其中，
排列，如图 1 所示。 气相沉积法以及晶体外延生长法更多的是用来生产量
少尺寸大、要求无缺陷的石墨烯，所以在一些基础的
领域中应用较多，但是由于这种方法不能大量的进行
石墨烯生产，因此当前我国工业领域对这种方法应用
不多 [1] 。
2.2 自上而下方法
自上而下主要是指使用石墨或石墨衍生物，诸如
氧化后的石墨、膨胀石墨等，通过剥离实现石墨烯合
成制备。由于这种方法能够大量生产石墨烯，故可以
用于需要大量聚合物的应用领域。自上而下法又可以

作者简介 ：赵慧江（1975-），男，研究生学历，英国皇家
特许工程师，主要从事工程技术和新材料方面研究。
图 1 石墨烯的结构 收稿日期 ：2019-05-27

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