Polymer–graphene nanocomposites are attracting growing attention of scientists and engineers as graphene‐based nanofillers may enhance the properties of polymers significantly. This study aims to understand the adsorption behaviour of polymers on graphene oxide (GO) nanosheets. GO is synthesised using Hummerʼs method by oxidising graphite. Poly(ethylene glycol)s (PEGs) with different molecular weights are used as polymer models. A series of PEG/GO nanohybrids is prepared by applying different parameters in the solution processing method. Fourier transform infrared spectroscopy, X‐ray diffraction, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis, polarised optical microscopy, scanning electron microscopy and atomic force microscopy are used for characterising the hybrid nanomaterials. The characterisation results confirm the successful preparation of GO and the adsorption of the PEGs onto GO. The maximum amount of adsorbed PEG was 38 wt%. The adsorption amount of PEG increases by 46% after reducing the mixing time from 192 h to 72 h, 1700% due to an increase in the molecular weight from 1k to 100k, 13% for doubling the mixing ratio of PEG:GO from 1.5:1 to 3:1, 44% for applying no further washing procedure and 73% for applying all these parameters concurrently. The adsorption onto GO reduces the crystallinity of PEGs due to chain confinement. Different surface morphologies are observed in the hybrid nanomaterials showing various thicknesses of the PEG layer adsorbed on the GO nanosheets. This study may offer new insights into the manipulation of the interface in polymer–GO nanocomposites. © 2020 Society of Industrial Chemistry

中文翻译：

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聚乙二醇吸附的氧化石墨烯纳米片的制备与表征

聚合物-石墨烯纳米复合材料正越来越受到科学家和工程师的关注，因为基于石墨烯的纳米填料可以显着提高聚合物的性能。这项研究旨在了解聚合物在氧化石墨烯（GO）纳米片上的吸附行为。GO是采用Hummer方法通过氧化石墨而合成的。具有不同分子量的聚（乙二醇）（PEG）被用作聚合物模型。通过在溶液加工方法中应用不同的参数来制备一系列PEG / GO纳米杂化物。傅立叶变换红外光谱，X射线衍射，差示扫描量热法，热重分析，偏振光学显微镜，扫描电子显微镜和原子力显微镜用于表征杂化纳米材料。表征结果证实了GO的成功制备以及PEG在GO上的吸附。PEG的最大吸附量为38重量％。在将混合时间从192 h减少到72 h，1700％之后，由于分子量从1k增加到100k，PEG的吸附量增加了46％，在PEG：GO的混合比从1.5：在图1至3：1中，44％用于不施加进一步的洗涤程序，而73％用于同时施加所有这些参数。由于链限制，吸附在GO上会降低PEG的结晶度。在杂化纳米材料中观察到不同的表面形态，显示出吸附在GO纳米片上的各种厚度的PEG层。这项研究可能会为聚合物-GO纳米复合材料界面的操纵提供新的见解。©2020工业化学学会 PEG的最大吸附量为38重量％。在将混合时间从192 h减少到72 h，1700％之后，由于分子量从1k增加到100k，PEG的吸附量增加了46％，在PEG：GO的混合比从1.5：在图1至3：1中，44％用于不施加进一步的洗涤程序，而73％用于同时施加所有这些参数。由于链限制，吸附在GO上会降低PEG的结晶度。在杂化纳米材料中观察到不同的表面形态，显示出吸附在GO纳米片上的各种厚度的PEG层。这项研究可能会为聚合物-GO纳米复合材料界面的操纵提供新的见解。©2020工业化学学会 PEG的最大吸附量为38重量％。在将混合时间从192 h减少到72 h，1700％之后，由于分子量从1k增加到100k，PEG的吸附量增加了46％，在PEG：GO的混合比从1.5：在图1至3：1中，44％用于不施加进一步的洗涤程序，而73％用于同时施加所有这些参数。由于链限制，吸附在GO上会降低PEG的结晶度。在杂化纳米材料中观察到不同的表面形态，显示出吸附在GO纳米片上的各种厚度的PEG层。这项研究可能会为聚合物-GO纳米复合材料界面的操纵提供新的见解。©2020工业化学学会 在将混合时间从192 h减少到72 h，1700％之后，由于分子量从1k增加到100k，PEG的吸附量增加了46％，在PEG：GO的混合比从1.5：在图1至3：1中，44％用于不施加进一步的洗涤程序，而73％用于同时施加所有这些参数。由于链限制，吸附在GO上会降低PEG的结晶度。在杂化纳米材料中观察到不同的表面形态，显示出吸附在GO纳米片上的各种厚度的PEG层。这项研究可能会为聚合物-GO纳米复合材料界面的操纵提供新的见解。©2020工业化学学会 在将混合时间从192 h减少到72 h，1700％之后，由于分子量从1k增加到100k，PEG的吸附量增加了46％，在PEG：GO的混合比从1.5：在图1至3：1中，44％用于不施加进一步的洗涤程序，而73％用于同时施加所有这些参数。由于链限制，吸附在GO上会降低PEG的结晶度。在杂化纳米材料中观察到不同的表面形态，显示出吸附在GO纳米片上的各种厚度的PEG层。这项研究可能会为聚合物-GO纳米复合材料界面的操纵提供新的见解。©2020工业化学学会 44％用于不应用进一步的洗涤程序，73％用于同时应用所有这些参数。由于链限制，吸附在GO上会降低PEG的结晶度。在杂化纳米材料中观察到不同的表面形态，显示出吸附在GO纳米片上的各种厚度的PEG层。这项研究可能会为聚合物-GO纳米复合材料界面的操纵提供新的见解。©2020工业化学学会 44％用于不应用进一步的洗涤程序，73％用于同时应用所有这些参数。由于链限制，吸附在GO上会降低PEG的结晶度。在杂化纳米材料中观察到不同的表面形态，显示出吸附在GO纳米片上的各种厚度的PEG层。这项研究可能会为聚合物-GO纳米复合材料界面的操纵提供新的见解。©2020工业化学学会 这项研究可能会为聚合物-GO纳米复合材料界面的操纵提供新的见解。©2020工业化学学会 这项研究可能会为聚合物-GO纳米复合材料界面的操纵提供新的见解。©2020工业化学学会