使用同种聚合物制备石墨纳米片，用于高性能聚合物纳米复合材料

《Polymer Engineering & Science》：Preparation of Graphitic Nanoplatelets Using a Conspecific Polymer for High-Performance Polymer Nanocomposites

石墨烯纳米片（PEGN）通过机械化学法合成，作为高密度聚乙烯（HDPE）填料，显著提升拉伸强度（+30.8%）和杨氏模量（+17.3%）。优异相容性增强界面结合与应力传递，固态聚合物更安全可控。

　　

摘要

通过石墨与聚乙烯等相容聚合物之间的机械化学反应合成的聚乙烯石墨纳米片（PEGN）可作为高密度聚乙烯（HDPE）的有效填料。分析结果表明，石墨可以成功剥离成PEGN，从而赋予所得材料优异的性能。因此，通过溶液工艺制备的PEGN与HDPE-5纳米复合材料表现出显著改善的机械性能：其抗拉强度和杨氏模量分别比纯HDPE提高了30.8%和17.3%。这些性能的提升归因于PEGN（经过乙烯基团修饰）与HDPE基体之间的优异相容性，这种相容性促进了牢固的界面结合和高效的应力传递。由此可见，PEGN是一种有前景的新型增强添加剂，适用于多种聚合物体系。此外，该方法还表明，使用与目标基体相同类型的聚合物作为反应物可以获得具有更好相容性的填料。值得注意的是，采用固态聚合物作为反应物相比液态或气态反应物更具安全性和便于操作的优势。