石墨烯是一種強度較高的材料，將其制備合成高性能的聚合物在工業生產中具有較高的應用價值。隨著我國各項事業的綜合發展，工業制造領域對材料的要求越來越高，橡膠材料作為廣泛應用于工業企業的一種常見材料，提高橡膠材料西姆克石墨烯與橡膠進行復合材料制備，能夠顯著提高傳統橡膠材料的性能，提高材料的功能化，是我國橡膠材料發展的主要方向。
西姆克：提高傳統橡膠材料性能
石墨烯作為納米填料，其具比表面積更大和更強的作用力，優于傳統材料的性能，將石墨烯用于提高傳統橡膠材料的性能是當前我國工業生產的主要趨勢。目前，已知石墨烯的制備方法五花八門，本文就石墨烯的應用展望進行探討，旨在為石墨烯在我國工業生產中發揮最大價值提供一點理論幫助。
石墨烯的性質及應用
石墨烯特殊的晶體結構賦予其較好的導電性。當電子在石墨烯層中傳輸時，干擾小并且散射不容易，遷移率高達 2x105cm2/V.s，大概是硅中電子遷移率的 140 倍。導電率為 106S/m，是室溫下最好的導電材料之一。單層石墨烯透明度高，可見光的吸收率大約為 2.3%。因此，可以從薄層石墨烯的可見光透射率估計層數，石墨烯層數的初始區分也就更加容易。石墨烯作為透明導電薄膜材料中的首選，可替代傳統的薄膜材料，如氧化銦錫（ITO）和氟摻雜氧化錫（FTO）。在表面改性之后，石墨烯不僅可以用作有機光電器件中的電子受體，同時又具備了更高的熱學、力學性能，拉伸強度和彈性模量分別達到 125GPa 和 1.1TPa。作為已知材料中具有最高強度和硬度的晶體結構，石墨烯在復合材料的應用價值巨大。其室溫導熱系數大約為 5×103W/m.K，因此在導熱方面具有廣闊的應用前景。
石墨烯在橡膠中的應用分析與普通橡膠材料的合成應用
石墨烯復合材料的物理和力學性能受諸多因素的影響，例如石墨烯的分散程度以及橡膠基質同石墨烯之間發生界面相互作用，橡膠復合材料的交聯密度等。在天然橡膠中逐漸添加石墨烯，會造成炭黑的機械性能發生變化。這種變化規律為：石墨烯復合材料的拉伸強度得到顯著提高。在石墨烯含量的不斷增加的過程中，斷裂伸長率和 100％伸長率得到顯著改善。
分析出現這種的情況的原因為石墨烯與碳納米管和炭黑相比具有其獨特的特性：柔韌性和厚度超薄，這導致石墨烯的強機械結合和吸附能力，此外，石墨烯還具有高比表面積，所以向橡膠材料中添加石墨烯造成系統中物理纏結點和交聯點的增加，進而導致交聯密度增加。隨著石墨烯含量的增加，帶來體系中的物理交聯點以及纏結點也在不斷增加，隨之增加的是斷裂伸長率和拉伸應力。另外，隨著石墨烯含量的增加，當交聯密度固定在某一值時，石墨烯結晶更加容易，應力誘導結晶是提升復合材料的關鍵因素，因此具有較大的工業價值。
西姆克：提高傳統橡膠材料性能與導電高分子的合成應用
與普通納米填料、碳納米管比起來，合成石墨烯主要來源于天然石墨，它不僅價格便宜而且易于使用。此外，石墨烯具有獨特的層狀結構，這是一種非常薄的單層結構。因此可以被認為是理想的高導電填料，它可以通過與聚合物材料配合來提高聚合物材料的導電性。
石墨烯橡膠復合材料的展望
隨著越來越多的專家學者對石墨烯橡膠符合材料展開研究，也為復合材料的創新使用提供了思路。如下圖所示，將石墨烯進行改性有利于進一步開拓石墨烯復合材料的應用途徑。
當前，將石墨烯材料加進復合材料還處于初步的理論階段，當前石墨烯的制備工藝還沒有炭黑、碳納米管等工藝那樣純熟，在石墨烯制備的過程中容易發生操作失誤引起材料缺陷的情況，這些不足都還有待今后的進一步優化鞏固，促進石墨烯在與橡膠材料復合制備中發揮出更大的價值。
