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氧化石墨烯表面接枝聚合物及其性能研究的中期报告
一、研究背景
氧化石墨烯是一种具有广泛应用前景的二维材料，其表面的官能团可以被利用来引入不同的功能团和化学结构，从而扩展其应用领域。目前，氧化石墨烯与聚合物的复合材料已经成为研究的热点之一。为了提高氧化石墨烯与聚合物之间的相容性和界面结合能力，需要对氧化石墨烯表面进行功能化改性。因此，本研究旨在通过表面接枝聚合物的方法对氧化石墨烯进行改性，并探究其对氧化石墨烯-聚合物复合材料性能的影响。
二、研究内容
1.氧化石墨烯的制备与表征
采用改进的Hummers方法将天然石墨烯氧化制备氧化石墨烯，并利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等手段对氧化石墨烯进行表征。
2.聚合物的合成
选用丙烯酸酯类单体进行自由基聚合反应，在氧化石墨烯表面接枝聚合物。选择不同的单体、引发剂和反应条件进行反应，得到多种接枝聚合物。
3.氧化石墨烯表面接枝聚合物的表征
利用元素分析、傅里叶变换红外光谱、热重分析和扫描电子显微镜等手段对接枝聚合物进行表征。
4.复合材料制备与性能测试
将接枝聚合物修饰的氧化石墨烯与聚合物进行复合，制备氧化石墨烯-聚合物复合材料，并利用动态热机械分析（DMA）和热重分析（TGA）等手段对其力学性能和热稳定性进行测试。
三、进展情况
1.氧化石墨烯制备和表征
采用改进的Hummers方法制备氧化石墨烯。SEM和TEM结果表明，制备的氧化石墨烯呈现出典型的片状形态，大小不均。XRD和FTIR结果表明，氧化石墨烯表面含有羧基、羟基等官能团。
2.聚合物合成
选用甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（St）和2-羟乙基丙烯酸（HEA）等单体，在氧化石墨烯表面接枝聚合物。采用溶液聚合法进行反应，在不同的反应条件下，成功合成出了丙烯酸类单体接枝在氧化石墨烯表面的聚合物。
3.氧化石墨烯表面接枝聚合物的表征
采用元素分析、FTIR和热重分析等手段对接枝聚合物进行表征。结果表明，成功将聚合物接枝在氧化石墨烯表面，经接枝处理后氧化石墨烯表面的化学结构发生改变。
四、下一步计划
1.进一步优化接枝反应条件，调控聚合物的性质和密度。
2.利用接枝聚合物修饰的氧化石墨烯制备氧化石墨烯-聚合物复合材料，并研究其力学性能和热稳定性。
3.分析不同聚合物接枝氧化石墨烯的可能应用领域，并探索其在智能材料和传感器等领域的应用。