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石墨烯基复合纳米材料一直是材料领域的研究热点。但是,石墨烯的规模化生产及其在聚合物基质中的分散一直是石墨烯应用的难点。因而,学术领域和工业领域一直致力于攻克石墨烯批量化生产技术,改善石墨烯在聚合物基质中的分散性及解决石墨烯片层与基体界面相容性等难题。本论文在已有的研究基础上,采用化学方法成功制备出氧化石墨烯(GO),通过纳米晶体纤维素(NCC)辅助分散的方法完成氧化石墨烯的还原,制备出稳定、均一的石墨烯(rGO)水相分散液。然后通过共混的方法将制得的石墨烯分散在聚合物基体(聚合物溶液或熔体)中,采用静电纺丝技术制备出石墨烯/热塑性聚氨酯(PU)、石墨烯/聚己内酯(PCL)复合纳米纤维。这种复合纳米纤维在便携式柔性电极、超级电容器、压力传感器、生物医用等领域具有极高的应用价值。本论文主要做以下研究工作:(1)运用改进的Hummers法制备GO,在NCC的辅助分散作用下经水合肼还原,得到石墨烯(rGO)。通过扫描电镜、拉曼光谱、X射线衍射、元素分析等表征GO、rGO的结构和性质。(2)采用静电纺丝法制备出rGO/NCC/PU复合纳米纤维。主要研究rGO在PU基体中的分散以及对PU性能的影响。当rGO质量分数为1.5%时,纤维的表面形貌、直径均一性最好,纤维膜断裂强度达最大值(31.98 MPa),比纯TPU膜的断裂强度(7.92 MPa)提高了303.79%。同时,石墨烯的加入,使得复合纳米纤维膜分解5%时对应的温度(Td)比纯聚氨酯膜提高了5℃,并且改善了纳米复合膜的电导率。这种性能优良的复合膜将在柔性电极、压力传感器、医药材料等方面具有广泛的应用前景。(3)采用静电纺制备出rGO/NCC/PCL复合纳米纤维。探究rGO对纤维形貌、力学性能、热性能、导电性能及亲水性能的影响。当rGO质量分数为1.5%时,复合纳米纤维膜的断裂强度达最大值(21.25 MPa),比纯PCL膜的断裂强度(12.5 MPa)提高了70%。随着PCL中rGO含量的增加,纤维膜的接触角由123.43°(rGO含量为0%)下降到86.54°(rGO含量为3.5%),rGO/NCC/PCL复合纳米纤维的亲水性显著提高。rGO的加入改善了高聚物纳米纤维的力学性能和亲水性能,但对纳米纤维的导电性提高并不理想。以后的研究工作重点聚焦在提高聚合物纳米纤维的导电性能上,以使高聚物复合纳米纤维在更多领域得到应用。