我們以橡膠/石墨烯復(fù)合材料制備方法為例來說明。

由于石墨烯優(yōu)異的性質(zhì)以及低的成本，石墨烯作為橡膠納米填料被廣泛報道。為了獲得優(yōu)異性能的石墨烯/橡膠復(fù)合材料，首先要保證石墨烯在橡膠基體中均勻分散。石墨烯的分散與復(fù)合材料的制備方法、石墨烯表面化學(xué)、橡膠種類以及石墨烯例象膠界面關(guān)系有著密切關(guān)系。石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備方法主要有溶液共混、直接加工和膠乳共混3種方法。

1、直接共混法

直接共混法也稱為機械混合法，是指將石墨烯、橡膠配合劑在開煉機或密煉機中與橡膠進行機械混煉，然后硫化制備石墨烯/橡膠復(fù)合材料的方法。該方法在機械剪切力作用下分散填料，工藝流程簡單，成本低，是目前工業(yè)生產(chǎn)橡膠復(fù)合材料的主要方法。

雖然直接共混法方便，但在混煉過程時，由于橡膠豁度大，加工困難，且石墨烯片層間范德華力強，橡膠和石墨烯的極性相差大，所以石墨烯很難剝離并均勻分散在橡膠中，另外石墨烯表觀密度低導(dǎo)致加料困難。

2、溶液共混法

溶液共混法是指將石墨烯和橡膠分散在溶劑中，在攪拌或超聲作用下進行共混，然后揮發(fā)溶劑或加入非溶劑進行共沉淀，再硫化制備復(fù)合材料的方法。通過溶液共混制備復(fù)合材料的關(guān)鍵是將石墨烯及其衍生物均勻分散在能溶解橡膠的溶劑中。

由于GO表面含有很多含氧官能團，在超聲作用下，GO能夠穩(wěn)定分散在一些極性有機溶劑如DMF和THF中，這為制備GO復(fù)合材料提供了重要前提。對于化學(xué)還原或熱還原的石墨烯而言，很難將其直接分散在溶劑中，因此需要進行改性處理。

3、膠乳共混法

膠乳共混法通常是先將石墨烯及其衍生物分散在水相中，再與橡膠膠乳混合，經(jīng)過絮凝、烘干、混煉配合制備復(fù)合材料。由于絕大多數(shù)橡膠都存在膠乳，而且GO和改性石墨烯能穩(wěn)定分散在水中，因此膠乳共混法為制備石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備提供了一種有效和簡單的途徑。另外，膠乳共混法有利于石墨烯在橡膠中均勻分散，并避免有毒溶劑的使用。