共價功能化方法改善PS/MoS2 復合材料的性能

李飛翔,郭付海,李果,王騰飛,郭紅革,趙健,*

(1.青島科技大學橡塑材料與工程教育部重點實驗室;山東省橡塑材料與工程重點實驗室,山東青島266042;2.齊魯工業大學印刷與包裝工程學院,山東濟南250353)

由于對化學惰性材料的高需求,已經廣泛研究了基于聚烯烴基體的納米增強復合材料[1]。聚苯乙烯(PS)是一種易于加工和成型的通用塑料,它具有高體積電阻率,是一種良好的電絕緣材料[2]。它已廣泛用于許多領域,但由于其熱穩定性較差,在生產,運輸和使用過程中會產生靜電,這可能導致燃燒和爆炸[3-4]。二硫化鉬(MoS2)是一種具有二維結構的高帶隙半導體,不會改變基體的電絕緣性,同時可潛在地改善聚合物的機械性能,例如彈性模量,強度,耐磨性,抗蠕變性和抗疲勞性等[5-7]。目前,MoS2已應用于各種領域,如鋰離子電池[8],生物傳感器[9],潤滑[10]和復合材料[11]。最近,在嘗試用納米MoS2增強聚合物材料以改善其機械和熱性能方面也進行了深入的研究[12]。

低維納米材料的分散和結構調控是限制其應用的關鍵問題[13]。為了使MoS2的優異特性與高聚物基體實現良好的結合,納米片的分散性至關重要。然而,原始的MoS2在水和有機溶劑中均表現出較差的溶解性,其具有雙疏性,與有機聚合物基質相容性不好,并且由于MoS2納米片片層之間存在強的范德華力,趨于重新堆疊,這降低了其用于改進聚合物性能的有效性。近來,已經提出將納米材料的表面化學功能化作為增強MoS2納米片和聚合物基質之間的相容性的更有效的方法。……