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石墨烯概述

石墨烯 (Graphene) 是一种由碳原子构成的新型单层片状结构的二维 (2D) 层状材料，是由C原子以sp

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杂化轨道组成 的六角型呈蜂巢状晶格的平面薄膜。每个晶格内有3个σ键，连接十分紧密,形成稳定的正六边形结构，而垂直于晶面方向的π键在其导电过程中起到了重要的作用。

独特的纳米结构赋予了石墨烯许多优异的物理、化学性质。例如，石墨烯是一种超轻、超薄的材料，石墨烯薄膜只有1个碳原子厚度，300万层石墨烯薄膜叠起来只有1mm厚。理论比表面积为2630m

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/g。作为强度材料,石墨烯的韧性极好，弹性模量为1.0TPa；其微观强度可达130GPa。室温下，石墨烯的热导率约为5×10

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W/(mK)，高于金刚石和碳纳米管。在光学方面,单层石墨烯吸收2.3%的可见光，透过率为97.7%，几乎是透明的。同时，石墨烯具有高的热稳定性、化学稳定性以及优异的抗渗透性，可以有效地阻隔水和氧气等气体原子的通过。另外，石墨烯片层之间的剪切力较小，其摩擦系数比石墨更低，因此，石墨烯还具有优良的减摩、抗磨性能。

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石墨烯涂料的制备

作为一种纳米添加剂，将石墨烯添加到涂料中，可显现出其他材料所没有的特点及性能。目前，石墨烯复合涂料的制备方法有溶胶-凝胶法、直接共混法和原位聚合法。

2.1 溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是指将金属化合物溶解在溶剂中，然后使金属化合物发生水解形成纳米粒子的溶胶，溶胶通过干燥形成凝胶。Wang等制备出添加2.0%石墨烯的水性聚氨酯复合涂料，获得抗张强度和杨氏模量较高的涂膜。这种方法具有反应温度比较温和、分散较均匀等优点，受到了广泛的应用，但其缺点是有些前驱体的成本较高，毒性较大。

2.2 直接共混法

2.2.1 熔融共混法

熔融共混法通常将还原氧化石墨烯 (RGO) 与聚合物在熔融状态下共混制得复合涂料｡该方法可以分别制备石墨烯和聚合物，因此石墨烯的尺寸与形态可控，但石墨烯的密度较小，会增加熔融混合的难度，且不易分散｡化学改性的石墨烯因其有机基团....