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

图 6 石墨烯 / 聚酰亚胺杂化 CO 2 气体分离膜及其作用机制
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S cm ，在 120℃和 80% RH 条件下是 0.077 2 S cm 。 别是含 0.5%（质量分数）的复合膜具有 2.48 的低介
电常数和低于 10 −14 S m −1 的良好电绝缘性。而 Wang
等 [20] 则采用原位聚合法制备了低介电常数且超高强度
的石墨烯 / 聚酰亚胺复合膜。该复合膜的抗拉强度高
达 844 MPa，杨氏模量为 20.5 GPa。并且，介电常数
随着石墨烯含量的增加而减小，可降至 2.0。
另 外，Chen 等 [21] 还介绍了一种制备具有低介
电常数的新型石墨烯 / 聚酰亚胺纳米复合膜的有效方
法。所用石墨烯氟化氧化物（GFO）是石墨氟化氧化
图 7 石墨烯（FGO）/ 磺化聚酰亚胺复合质子交换膜的
物在 N-甲 基-2- 吡咯烷酮（NMP）中进行剥离来
结构图示
获 得。GFO 与 4，4’- 二氨基二苯醚（ODA）反应，
2.4 电池材料
Huang 等 [17] 曾通过由聚酰亚胺在石墨烯表面的 形成具有胺端基的 ODA 功能化 OFA（GFO-ODA），
它提供了与聚酰亚胺分子链共价键连接的反应位点。
原位聚合和石墨烯自组装成三维网络结构同时进行的
通过 GFO-ODA/ 聚酰胺酸溶液的热酰亚胺化制备了
一步法工艺制备了石墨烯 / 聚酰亚胺复合材料基柔性、
GFO-ODA/ 聚酰亚胺复合膜。在这种复合材料中，
高性能的锂离子电池有机阴极。如图 8 所示，这种锂
GFO-ODA 纳米片是化学键合于聚酰亚胺基体中。这
离子电池有机阴极具有良好的循环稳定性，并可提供
种复合膜的介电常数与 GFO-ODA 的含量密切相关，
非常高的可逆容量和优良的倍率能力。
另外，Cao 等 [18] 还通过溶液浇铸法制备了由磺化 当 GFO-ODA 的含量为 1.0%（质量分数）时，其介
电常数可低至 2.75。
聚酰亚胺和两性离子聚合物官能化石墨烯（ZGO）组
成的钒氧化还原流体电池用杂化膜。如图 9 所示，这
2.6 电子材料
种杂化膜显示出高的离子选择性和良好的稳定性，即
Ma 等 [22] 曾采用原位聚合法制备了一系列新型的
被证明具有更高的电池效率，在强酸性和强氧化条件
电致变色石墨烯 / 聚酰亚胺基复合材料。结果表明，
下表现出优异的化学稳定性。
制得的这种复合材料易溶于多种有机溶剂，显示出优
2.5 低介电材料
Zhang 等 [19] 曾采用简便的溶液共混法制备了低 异的耐热性、稳定的电致变色特性。石墨烯的不同含
量对复合材料的电子转移和导电性能起着关键性的作
介电常数的氟化石墨烯 / 聚酰亚胺复合膜，结果表明，
用，并证实该复合材料是满足光电转换和电致变色应
氟化石墨烯的导入，力学性能、电性能、疏水性能和
用的多用途材料。
热性能均显著提高。添加 1%（质量分数）的氟化石
另 外，Iroh 等 [23] 还采用可渗透聚丙烯酸树脂制
墨烯时，与纯聚酰亚胺膜相比，拉伸强度、杨氏模量
备了增强电化学和储能性能的多孔石墨烯 / 聚酰亚胺
和断裂伸长率分别显著提高了 139%、33% 和 18%。
复合材料。通过在聚合物复合材料中引入多孔结构，
此外，复合膜表现出优异的疏水性和热稳定性性。特
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