聚乙烯吡咯烷酮PVP在石墨烯导电复合材料中的应用/
聚乙烯吡咯烷酮是一种无毒、亲水溶性高分子材料，它能与多种高分子、低分子物质互溶或复合，具有优异的化学稳定性、生物相容性、络合性和表面活性，作为一种高分子表面活性剂，在不同的分散体系中，可作为分散剂、增稠剂、乳化剂、粒度调节剂、助溶剂、抗再沉淀剂，因而广泛地应用在医药、涂料、生物、传感、催化等领域。如果将聚乙烯吡咯烷酮修饰到石墨烯的表面，构筑聚乙烯吡咯烷酮/石墨烯复合材料，可以有效改善石墨烯在导电浆料中的分散性。
近几年，随着材料科学技术的发展，市场需要导电性更高的导电油墨，其中石墨烯及复合石墨烯材料导电油墨受到极大的关注。
石墨烯导电复合材料
- 石墨烯/水性聚氨酯导电复合材料主要是利用聚乙烯吡咯烷酮辅助，改善高浓度石墨烯水溶液的分散性和稳定性，并利用简单环保的溶液复合方法制备石墨烯/水性聚氨酯导电复合材料。
- 导电油墨在各种传统和柔性电子器件的制造中都起着至关重要的作用，高性能的导电油墨应具有一系列优秀的特性，如:导电性优异、对基材粘附力强，可长时间存放。导电油墨主要分为金属系导电油墨和碳系导电油墨等，目前市场上使用最多的是银纳米材料的导电油墨，但其原料价格过于昂贵; 而铜系导电油墨虽然原料价格相对较便宜，但容易被氧化的性质也在一定程度上限制了其应用。
- 目前市售的碳系油墨电阻率普遍偏高。利用石墨烯制备高性能的网版印刷油墨有望获得与银导电油墨相当的导电性、更好的易用性和稳定性，同时降低油墨成本，从而促进柔性印刷电子技术的发展。
石墨烯导电油墨的导电机理
- 在导电油墨中，影响导电性的最重要因素是导电填料的浓度，导电填料浓度很低时，可以较好地分散在溶剂中，但因其量少，导致导电性很低。而随着导电填料增加，颗粒之间接触机会增多，导电性也随之升高。而当导电填料增加到一定程度的时候，体系内部的导电填料已经充分接触，形成无数的导电网络，若在增加导电填料的浓度，对油墨本身的导电性能并没有很大的影响，固化后的油墨导电率趋于平缓。
- 但原始的石墨烯很难在水溶液中被润湿，其独特的片层结构、高比表面积和强疏水性导致石墨烯在水－树脂体系中易团聚难分散，因而限制了水性石墨烯导电油墨的发展，而在实际应用中，团聚在一起的石墨烯无法在宏观尺度下形成有效的导电网络或相互叠加构成致密的薄膜结构。
- 当石墨烯在油墨中的质量分数较低时，石墨烯片层间的间距较大，电子在层与层之间传输，要克服较大的电阻;当质量分数慢慢增加时，石墨烯层与层之间形成紧密的导电网络，则油墨的导电性发生阶跃性增长;但随着质量分数的增加，导电率趋于平缓甚至略有下降，这是因为石墨烯在油墨中分散性差，产生团聚，导致其片层在油墨中自由无规则堆积，层与层之间存在很多缝隙，这些缝隙导致电阻增大，这就阻止了石墨烯大幅度提升油墨的导电性。
稳定石墨烯复合材料油墨浆料
- 分散剂在制备石墨烯导电油墨的过程中起着十分重要的作用，但如果在固化过程后，仍有大量的分散剂残留在涂层中，则会使石墨烯在导电油墨中的接触产生缝隙，形成空阻效应，使其导电性下降，因此有人提出采用石墨烯复合材料，既提高石墨烯在溶剂中的分散，同时也提高油墨的导电性能。
- 目前，石墨烯导电油墨中较多使用PVP、NMP、环己酮、松油醇、水等强极性的溶剂，不同溶剂、不同方法制备的石墨烯性质不同，包覆的稳定剂的不同，也在一定程度上影响导电油墨的性能。要想提高油墨导电性及其稳定存放的时间，合适的分散剂使石墨烯能很好的在溶剂中分散。
