广东
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)硬度高、质量轻且具有高透光性，可广泛应用于光学材料、传感器、汽车、太阳能和显示装置等行业。 将不同的纳米粒子引入到PMMA中可以增强其光学、热学、电学和阻燃性能，而石墨烯凭借其优异的导电性能、导热性能以及巨大的比表面积，在PMMA纳米复合材料研究领域有着极为重要的发展前景。
问题提出
但是，由于PMMA/石墨烯界面化学的变化，当石墨烯在PMMA基体中团聚时，PMMA/石墨烯纳米复合材料内部会出现较大的应力集中，从而削弱其优异性能。在制备性能优异的PMMA/石墨烯纳米复合材料时，不仅需要实现石墨烯在PMMA基体中的均匀分散，还要显著改善石墨烯在PMMA基体内的界面粘附性。
问题解决
齐齐哈尔大学材料科学与工程学院的闫杰，刘喜军，翟文颖课题组制备了甲基丙烯酸甲酯(MMA)/甲基丙烯酸二乙胺基乙酯(DEAM)-还原氧化石墨烯(rGO)分散液，后采用悬浮聚合方法制备PMMA/DEAM-rGO 纳米复合材料。DEAM的引入不仅实现了rGO在PMMA基体中的均匀分散，提高了rGO在PMMA基体中的界面粘附性，并且在聚合过程中DEAM能够与MMA发生共聚合反应，不会给聚合体系引入新的小分子杂质。
相关研究成果发表在《工程塑料应用》2022年第9期，论文题名为《PMMA/DEAM-rGO 纳米复合材料的制备及性能》，欢迎关注阅读。
成果要点
(1) DEAM能够显著提高MMA/DEAM-rGO 分散液的分散性和稳定性，DEAM 中的氨基与rGO表面上羟基的氢键强相互作用削弱了rGO 片层之间的相互作用，提高了rGO 与MMA 的相容性。
(2) PMMA/DEAM-rGO 纳米复合材料的拉伸强度、冲击强度和断裂伸长率相对PMMA 分别提高了140.75%，23.17% 和0.81%，其耐热性能同步提高，DEAM 改性rGO 在PMMA 基体中起到了物理交联点的作用，其对PMMA 大分子链段热运动的阻碍作用更明显。
(3) PMMA/DEAM-rGO 纳米复合材料的电导率为7.78 ×10-4 S/cm，达到防静电材料标准，rGO经DEAM 改性，其在PMMA 基体中的分散性和相容性显著提高，降低了rGO 片层间因强范德华力作用导致的团聚，其在PMMA 基体内形成高效导电通道。PMMA/DEAM-rGO 纳米复合材料从绝缘体提升为半导体并可应用于抗静电材料领域。
材料制备
PMMA/DEAM-rGO 纳米复合材料的制备。
在250 mL 三颈瓶中加入70 mL 去离子水、3.000 g 轻质CaCO3，将三颈瓶移入水浴中室温下搅拌10 min。称取0.315 g BPO 加入到10 mL MMA/DEAM-rGO 分散液中，室温下搅拌5 min，使其充分溶解，待水浴温度达到50℃时缓慢滴加MMA/DEAM-rGO 分散液(5 min 滴完) 并在N2保护下快速搅拌( 搅拌速度300 r/min)，然后将温度升至80℃并保持4 h。称取0.100 g 对苯二酚加入三颈烧瓶中继续反应30 min，待产物冷却至室温后，用10%HCl 反复洗涤、抽滤除去杂质，最后使用去离子水将产物洗涤至中性后放入60℃真空干燥箱中干燥24 h，得到PMMA/DEAM-rGO 纳米复合材料。
本文节选自《工程塑料应用》2022年第9期论文《PMMA/DEAM-rGO 纳米复合材料的制备及性能》（有改动）；作者：闫杰，刘喜军，翟文颖；通信作者：刘喜军，教授，博士，主要研究高分子合成及改性技术。
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