Abstract Sustainable functional polymer nanocomposites from renewable resources are extremely promising materials that can provide the next-generation of lightweight, multifunctional materials for several applications including energy storage, automotive, construction, defense, aerospace, consumer products, biomedical and functional coatings to name few. There is limited information on the use of sustainable polymers and graphene nanoplatelets (GNs), as well as the combinations of these two can provide reduced water permeability or enhanced electrical conductivity and improved thermal properties, and so on. Building upon this hypothesis, biobased poly(butylene succinate)/few-layer GN nanocomposites were prepared via a solventless melt-blending technique. Different characterization techniques such as differential scanning calorimetery, thermogravimetric analysis, dynamic mechanical analysis, dielectric spectroscopy, X-ray diffraction (XRD) and hot stage optical microscopy were used to study the thermal and structural characteristics. The melt blending was characterized by torque and temperature curves which showed that torque was reduced by up to 15 Nm, and melt temperature was improved by up to 5 °C. The improved crystallization of the composites in low concentrations of GN was observed. Graphene has been found to increase the crystallization temperature up to 10 °C and yielded pronounced spherulite structure, whereas peak shift was observed in XRD. High filler loading from 0.5 to 6.0 wt% was used to obtain more insights for few-layer graphene applications for thermoplastic polymer processing applications.

中文翻译：

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基于聚（丁二酸丁二醇酯）和石墨烯纳米片的可持续功能纳米复合材料：结构-性能关系

摘要 来自可再生资源的可持续功能聚合物纳米复合材料是非常有前途的材料，可以为储能、汽车、建筑、国防、航空航天、消费品、生物医学和功能涂层等多种应用提供下一代轻质多功能材料。关于可持续聚合物和石墨烯纳米片 (GN) 的使用信息有限，而这两者的组合可以降低透水性或增强导电性并改善热性能等。基于这一假设，通过无溶剂熔融共混技术制备了生物基聚（丁二酸丁二醇酯）/几层 GN 纳米复合材料。不同的表征技术，如差示扫描量热法，使用热重分析、动态力学分析、介电光谱、X 射线衍射 (XRD) 和热台光学显微镜来研究热和结构特性。熔体共混的特点是扭矩和温度曲线，表明扭矩降低了 15 Nm，熔体温度提高了 5 °C。观察到在低浓度 GN 下复合材料的结晶改善。已发现石墨烯可将结晶温度提高至 10 °C，并产生明显的球晶结构，而在 XRD 中观察到峰位移。使用 0.5 至 6.0 wt% 的高填充量来获得对热塑性聚合物加工应用的少层石墨烯应用的更多见解。X射线衍射（XRD）和热台光学显微镜用于研究热和结构特性。熔体共混的特点是扭矩和温度曲线，表明扭矩降低了 15 Nm，熔体温度提高了 5 °C。观察到在低浓度 GN 下复合材料的结晶改善。已发现石墨烯可将结晶温度提高至 10 °C，并产生明显的球晶结构，而在 XRD 中观察到峰位移。使用 0.5 至 6.0 wt% 的高填充量来获得对用于热塑性聚合物加工应用的少层石墨烯应用的更多了解。X射线衍射（XRD）和热台光学显微镜用于研究热和结构特性。熔体共混的特点是扭矩和温度曲线，表明扭矩降低了 15 Nm，熔体温度提高了 5 °C。观察到在低浓度 GN 下复合材料的结晶改善。已发现石墨烯可将结晶温度提高至 10 °C，并产生明显的球晶结构，而在 XRD 中观察到峰位移。使用 0.5 至 6.0 wt% 的高填充量来获得对热塑性聚合物加工应用的少层石墨烯应用的更多见解。熔体共混的特点是扭矩和温度曲线，表明扭矩降低了 15 Nm，熔体温度提高了 5 °C。观察到在低浓度 GN 下复合材料的结晶改善。已发现石墨烯可将结晶温度提高至 10 °C，并产生明显的球晶结构，而在 XRD 中观察到峰位移。使用 0.5 至 6.0 wt% 的高填充量来获得对用于热塑性聚合物加工应用的少层石墨烯应用的更多了解。熔体共混的特点是扭矩和温度曲线，表明扭矩降低了 15 Nm，熔体温度提高了 5 °C。观察到在低浓度 GN 下复合材料的结晶改善。已发现石墨烯可将结晶温度提高至 10 °C，并产生明显的球晶结构，而在 XRD 中观察到峰位移。使用 0.5 至 6.0 wt% 的高填充量来获得对用于热塑性聚合物加工应用的少层石墨烯应用的更多了解。已发现石墨烯可将结晶温度提高至 10 °C，并产生明显的球晶结构，而在 XRD 中观察到峰位移。使用 0.5 至 6.0 wt% 的高填充量来获得对用于热塑性聚合物加工应用的少层石墨烯应用的更多了解。已发现石墨烯可将结晶温度提高至 10 °C，并产生明显的球晶结构，而在 XRD 中观察到峰位移。使用 0.5 至 6.0 wt% 的高填充量来获得对用于热塑性聚合物加工应用的少层石墨烯应用的更多了解。