一种复合泡沫材料及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种复合泡沫材料及其制备方法和应用 (Composite foam material and preparation method and application thereof ) 是由 刘子瑾 于晖 刘熙 吴清华 林江华 唐玉 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种复合泡沫材料及其制备方法和应用。所述复合泡沫材料包括开孔泡沫基体材料与第一碳系填料,所述开孔泡沫基体材料中具有开孔结构的泡孔,所述泡孔的内壁附着有第二碳系填料。本发明实现了碳材料填料网结构的有效构筑,调控碳系填料的空间分布,避免了碳系填料的堆叠,制备出可压缩的导电复合泡沫材料。(The invention discloses a composite foam material and a preparation method and application thereof. The composite foam material comprises an open-cell foam base material and a first carbon-based filler, wherein cells with an open-cell structure are arranged in the open-cell foam base material, and a second carbon-based filler is attached to the inner walls of the cells. The invention realizes the effective construction of the carbon material filler net structure, regulates and controls the spatial distribution of the carbon series filler, avoids the stacking of the carbon series filler and prepares the compressible conductive composite foam material.)
技术领域
本发明属于泡沫材料技术领域，具体涉及一种复合泡沫材料及其制备方法和应用。
背景技术
一些二维的碳材料，具有高电导率、高纵横比、高比表面积、低密度和良好的柔韧性等特点，是实现低填料用量下提高复合材料的导电性能的理想填料。
但是这些碳材料有一个缺点，就是容易堆叠，这不利于其在聚合物中的分散，且其在聚合物中的团聚会导致缺陷点的形成，这将严重影响碳材料/聚合物复合材料导电性能。
如何抑制甚至是避免碳材料在碳材料/聚合物复合材料中堆叠，以及让碳材料分布在碳材料/聚合物复合材料中的何处，都是需要探讨的问题。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：
提供一种复合泡沫材料的制备方法。
本发明所要解决的第二个技术问题是：
提供一种上述方法制备的复合泡沫材料。
本发明所要解决的第三个技术问题是：
上述复合泡沫材料的应用。
本发明还提出一种压力传感器，包含上述的一种复合泡沫材料。
为了解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种制备复合泡沫材料的方法，包括以下步骤：
(1)将第一碳系填料分散于溶剂，得到第一碳系填料分散液，以所述第一碳系填料分散液稀释泡沫基体材料，得到所述泡沫基体材料固含量为6.25％以下的混合分散体系；
(2)将所述混合溶液冷冻干燥，得到开孔泡沫基体材料；
(3)将第二碳系填料吸附到所述开孔泡沫基体材料中，得到所述复合泡沫材料。
上述泡沫基体材料固含量为6.25％-1％时，得到开孔结构的泡沫材料。
上述复合泡沫材料使用真空冷冻干燥法进行制备。在水分散体系中，水在低温下结晶形成冰晶，生成的冰晶挤压体系中的其他组分，将其他组分重新排列组装，组分间相互堆积形成三维结构，冰升华后得到三维多孔泡沫材料。泡沫材料的结构和形貌通过改变真空冷冻干燥法的工艺和材料的组成来进行调控。
根据本发明的一种实施方式，上述步骤(1)中还包括将助剂添加到泡沫基体材料中，搅拌得到添加助剂体系的泡沫基体材料。在该步骤中，上述搅拌的时间为2小时，上述搅拌完后超声处理10分钟。上述添加硫化体系作用是为了进行固化交联。
根据本发明的一种实施方式，上述步骤(2)中，还包括将上述混合溶液置于容器中，上述容器外部包覆保温层，将上述容器静置0℃以下的冰柜中，优选在-18℃下，冷冻过夜；完全冻结后取出上述容器，迅速置于预先制冷的冷冻干燥机，冷冻干燥48小时，得到上述开孔泡沫基体材料。
根据本发明的一种实施方式，上述步骤(3)中，还包括将上述开孔泡沫基体材料浸渍到上述第二碳系填料水分散液中，然后置于真空烘箱中，室温真空脱泡过夜，取出后在50℃下真空干燥，得到上述复合泡沫材料。
上述第二碳系填料通过上述开孔泡沫基体材料的三维连通的泡孔通道浸渍到上述开孔泡沫基体材料泡孔内部，吸附在泡孔内壁；其中羧基化的上述开孔泡沫基体材料与上述第二碳系填料表面的基团能够产生相互作用。
根据本发明的一种实施方式，上述助剂，包括以下质量份数的组分：
0.5-3份硫磺、0.1-3份氧化锌、0.3-5份促进剂N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌、0.1-1份促进剂二乙基二硫代氨基甲酸锌、0.5-3份防老剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.05-1份亚甲基二萘磺酸钠扩散剂和0.01-1份氢氧化钾。
为了解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种复合泡沫材料：
上述复合泡沫材料包括所述开孔泡沫基体材料与所述第一碳系填料，所述开孔泡沫基体材料中具有开孔结构的泡孔，所述泡孔的内壁附着有第二碳系填料。
根据本发明的一种实施方式，上述泡沫基体材料包括羧基丁苯胶乳、丁腈胶乳、丁苯胶乳和氯丁胶乳和聚丙烯酸酯类乳液中的至少一种或几种的组合。
根据本发明的一种实施方式，上述第一碳系填料包括石墨烯、富勒烯、活性炭、乙炔黑、炭黑、碳纳米管、碳纤维及它们的衍生物中至少一种。
根据本发明的一种实施方式，上述第二碳系填料包括石墨烯、富勒烯、活性炭、乙炔黑、炭黑、碳纳米管、碳纤维及它们的衍生物中至少一种。
根据本发明的一种实施方式，上述第一碳系填料分散液浓度为2mg/ml。
根据本发明的一种实施方式，上述第一碳系填料分散液的制备过程，包括将上述第一碳系填料分散在水中，搅拌2小时后在冰水浴中超声10分钟。
一种还原上述复合泡沫材料的方法，包括将上述复合泡沫材料进行原位还原，得到还原复合泡沫材料。
根据本发明的一种实施方式，上述还原上述复合泡沫材料的方法，包括在水热釜的聚四氟乙烯内胆中放置一个支架，将制备的上述复合泡沫材料置于支架上，支架下为水合肼溶液，在95℃下反应3小时，得到上述还原复合泡沫材料，过滤水洗，60℃真空干燥，待用。还原处理后，棕黄色的上述复合泡沫材料转变为黑色的上述还原复合泡沫材料。
然后在鼓风烘箱中将上述还原复合泡沫材料进行硫化交联。硫化温度为110℃，硫化时间为t90，得到填料有序分布的上述还原复合泡沫材料。
本发明的另一个方面，还涉及上述复合泡沫材料在柔性材料中的应用。
本发明的再一个方面，还提供一种压力传感器，上述压力传感器包含上述的一种复合泡沫材料。
上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
(1)通过真空冷冻干燥法将闭孔复合泡沫材料转化为开孔复合泡沫材料，再在泡孔的内壁附着碳系填料，以增强复合泡沫材料的导电性和力学性能；
(2)通过调控复合泡沫材料的固含量来调节泡孔结构，精确控制泡孔尺寸。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为GSBR和GSBR/GO泡沫材料的制备示意图。
图2(a)GSBR/GO泡沫材料的实物图和(b)GSBR/rGO泡沫材料的实物图。
图3测试GSBR/rGO泡沫材料的电阻随压缩形变的变化的装置图。
图4(a)GSBR-50、(b)GSBR-25、(c)GSBR-12.5和(d)GSBR-6.25泡沫材料的低倍SEM图。
图5(a，b)GSBR-50、(c，d)GSBR-25、(e，f)GSBR-12.5和(g，h)GSBR-6.25泡沫材料的断面SEM图。
图6(a)GSBR-50、(b)GSBR-25、(c)GSBR-12.5和(d)GSBR-6.25泡沫材料的泡孔尺寸分布。
图7为不同固含量的GSBR泡沫材料的泡孔平均尺寸。
图8GSBR/rGO泡沫材料(a,b)压缩前和(c,d)压缩后的SEM图。
图9GO、GSBR/GO和GSBR/rGO泡沫材料的拉曼光谱。
图10最大应变依次为(a)37％、(b)55％、(c)78％时SBR/rGO泡沫材料的电阻相对变化率σν随应变的变化曲线和(d)σν的峰值对比分析。
图11GSBR/rGO泡沫材料的相对电阻变化率随时间的变化曲线(插图为压缩-回复处理示意图)。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，上述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二、第三等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定词语在本发明中的具体含义。
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
实施例1
以上述制备复合泡沫材料的方法，制备石墨烯/丁苯胶乳复合材料(GSBR)。
(1)实验原料和试剂：
羧基化SBR胶乳(羧基丁苯胶乳)，固含量50％，由浙江天晨胶业股份有限公司生产。
氧化石墨烯(GO)，购于南京先丰纳米材料科技有限公司。
去离子(DI)水由Barnstead Smart 2纯水纯化系统(Thermo Scientific)生产。
硫磺、氧化锌、NF扩散剂(亚甲基二萘磺酸钠)、KOH(氢氧化钾)、促进剂PX(N-乙基-N-苯基二硫代氨基甲酸锌)、促进剂ZDC(二乙基二硫代氨基甲酸锌)和防老剂264(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)是工业级助剂。
NF扩散剂(亚甲基二萘磺酸钠)和KOH(氢氧化钾)在搅拌条件下直接添加至羧基化SBR胶乳中，其他助剂采用球磨机研磨成乳液后待用。
(2)制备GSBR：
搅拌下，按以下质量份数的硫化配方(100份SBR、1份硫磺、0.7份氧化锌、0.35份促进剂PX、0.1份促进剂ZDC、1.0份防老剂264、0.05份NF扩散剂和0.05份KOH)将硫化助剂添加到SBR胶乳中；继续搅拌2小时，超声10分钟，得到添加硫化体系的SBR胶乳，搅拌待用。
将GO分散在水中，搅拌2小时，冰水浴中超声10分钟得到GO分散液(2mg/ml)。采用不同体积的GO分散液稀释上述SBR胶乳，配制SBR固含量分别为50％、25％、12.5％和6.25％的SBR和GO共混(简称GSBR)的胶乳，分别标记为GSBR-50、GSBR-25、GSBR-12.5和GSBR-6.25。
将GSBR置于容器中，外部包覆保温层，静置在-18℃冰柜中，冷冻过夜；完全冻结后取出，迅速置于预先制冷的冷冻干燥机，冷冻干燥48小时，得到GSBR泡沫材料，制备过程如图1所示。
(3)制备GSBR/GO泡沫材料：
采用真空辅助浸渍法将GO吸附到开孔结构的GSBR泡沫材料中，具体步骤如下：
将GSBR-6.25泡沫材料浸渍到GO水分散液中，置于真空烘箱中，室温真空脱泡过夜，取出后在50℃下真空干燥，得到GSBR/GO泡沫材料。GO通过GSBR的三维连通的泡孔通道浸渍到GSBR泡孔内部，吸附在泡孔内壁；其中羧基化的SBR与GO表面的含量基团能够产生相互作用，制备过程如图1所示。
(4)原位还原制备GSBR/rGO泡沫材料
采用水合肼对GSBR/GO泡沫材料进行原位还原处理得到GSBR/rGO泡沫材料。具体步骤如下：
在水热釜的聚四氟乙烯内胆中放置一个支架，将制备的GSBR/GO泡沫材料置于支架上，支架下为水合肼溶液，在95℃下反应3小时，得到GSBR/rGO泡沫材料，过滤水洗，60℃真空干燥，待用。
如图2所示，还原处理后，棕黄色的GSBR/GO泡沫材料转变为黑色的GSBR/rGO泡沫材料。
在鼓风烘箱中将GSBR/rGO泡沫材料进行硫化交联。硫化温度为110℃，硫化时间为t90，得到填料有序分布的GSBR/rGO泡沫材料。
上述有序分布指rGO有序分布在泡孔的内壁。
对上述GSBR/rGO泡沫材料的电阻随压缩形变的变化进行测试，测试的装置如图3所示。
性能测试：
在上述制备GSBR冷冻过程中，在GSBR中会形成冰晶，上述冰晶尺寸与胶乳的固含量有关，通过改变固含量可以调控冰晶尺寸的大小，进而得到不同泡孔尺寸的泡沫材料。采用图4的SEM观察了GSBR泡沫材料中泡孔的结构和形貌。
由图4a可知，GSBR-50泡沫材料中泡孔呈椭圆形，这是由球形冰晶挤压重排形成的。泡孔紧密相邻，呈无规分布。
如图4b所示，GSBR-25泡沫材料的泡孔尺寸明显大于GSBR-50泡沫材料的泡孔尺寸，且单位面积中泡孔数量GSBR-25泡沫材料明显少于GSBR-50泡沫材料。
图4c中GSBR-12.5泡沫材料中泡孔的尺寸相比GSBR-25泡沫材料进一步增大，且单位面积中泡孔的数量减少。
进一步降低GSBR胶乳的固含量至6.25％，GSBR-6.25泡沫材料的泡孔尺寸相比GSBR-12.5泡沫材料并未进一步增大，如图4d所示。
对比GSBR-50、GSBR-25、GSBR-12.5和GSBR-6.25泡沫材料可以发现，GSBR-50和GSBR-25泡沫材料的孔洞多为闭孔结构，而GSBR-6.25具有明显的开孔结构。
如图5所示，采用SEM研究GSBR-50、GSBR-25、GSBR-12.5和GSBR-6.25泡沫材料的结构形态。分析GSBR泡沫材料由闭孔结构向开孔结构转变的过程。
其中图5b、图5d、图5f、图5h依次为图5a、图5c、图5e和图5g的局部放大图。
图5a为GSBR-50泡沫材料的截面形貌，显示泡孔呈椭圆形，分布较为均匀，泡孔为闭孔结构。
从图5b中可见，GSBR-50泡沫材料的一些区域出现泡孔壁穿孔的现象，相邻泡孔连通，但未出现明显的三维连通的泡孔通道。如白色箭头所示，相邻泡孔间的挤压使泡孔壁较薄，其厚度可低至20μm。
如图5c所示，GSBR-25泡沫材料的断面显示泡孔为不规则的圆形，泡孔呈随机分布的状态。
如图5d所示，GSBR-25泡沫材料的泡孔壁的厚度相比GSBR-50的泡孔壁呈总体下降的趋势(白色箭头所示)，白色圆圈的区域显示相邻泡孔间相互连通，形成了局部连通的通道。
如图5e所示，GSBR-12.5泡沫材料的泡孔尺寸进一步增大。
在图5f中的小白圈为泡孔与相邻泡孔间的连通通道，大白圈处是一个大尺寸的泡孔，其尺寸高达200μm，但仍为闭孔结构。
图5g为GSBR-6.25泡沫材料的截面形貌，GSBR-6.25泡沫材料中大泡孔尺寸约为120μm，同时存在大量的小泡孔。泡孔内壁是GO负载的载体，小泡孔越多，泡孔的总表面积就越大，就能吸附越多的GO。
如图5h所示，相比GSBR-12.5泡沫材料，GSBR-6.25泡孔壁更薄，表面粗糙，泡孔底部是连通的，显示为开孔结构(白色圆圈所示)；泡孔间相互连通，形成了三维连通的泡孔通道。
图6是泡沫材料的泡孔尺寸分布图：
如图6a所示，GSBR-50泡沫材料的孔径的分布范围窄，75％以上的泡孔尺寸为30-40μm。
相比GSBR-50泡沫材料而言，GSBR-25泡沫材料的泡孔尺寸的分布范围变宽，泡孔主要分布在30-90μm，其中泡孔尺寸约为50μm的泡孔占比最多，且最大孔的尺寸可达到150μm(图6b)。
对于GSBR-12.5泡沫材料而言(图6c)，其泡孔尺寸的分布相比GSBR-50泡沫材料进一步变宽，其最大泡孔的尺寸可达到280μm。
对于GSBR-6.25泡沫材料而言(图6d)，其泡孔的尺寸并未随着水含量的增大而继续增大。相比GSBR-12.5泡沫材料而言，GSBR-6.25泡沫材料中超过150μm的大尺寸泡孔减少，且GSBR-6.25泡孔尺寸分布变窄，向小尺寸方向偏移。
图7是泡沫材料的泡孔平均尺寸图：
如图7a所示，随着固含量减少，GSBR泡沫材料的泡孔平均尺寸增大，当固含量为12.5％时，GSBR泡沫材料的泡孔平均尺寸出现极大值；当固含量为6.25％时，泡孔平均尺寸出现下降。
根据式5-1计算GSBR泡沫材料的泡孔密度，GSBR泡沫材料的泡孔密度则先减小后增大。由图7b可知，GSBR泡沫材料的泡孔密度在1×1011～6×1011cells/cm3范围内。
通过真空辅助浸渍法将开孔结构的GSBR-6.25泡沫材料浸渍在GO水分散液，然后通过水合肼将吸附在泡孔内的GO原位还原得到了GSBR/rGO泡沫材料。图8为压缩前后GSBR/rGO泡沫材料的断面SEM形貌。
图8a为压缩前的GSBR泡沫材料截面的SEM图，泡孔为椭圆形，尺寸为50～200μm；泡孔壁之间存在相互挤压，泡孔发生了明显的形变；相邻泡孔间相互连通(白色箭头所示方向)，形成连通的泡孔通道。
图8b为图8a的局部放大图，黑色箭头所指处为GSBR泡沫材料的孔壁，其截面光滑，无rGO包覆；白色箭头所指处为GSBR泡沫材料的泡孔内壁，其表面包覆着rGO片层。
rGO具有明显的褶皱结构，rGO片层紧密地吸附在GSBR泡沫材料的泡孔内壁，这表明采用真空辅助浸渍法成功实现了rGO片层在GSBR泡沫材料相互连通的泡孔内壁上的有序分布。
图8c和8d为压缩后的GSBR泡沫材料截面的SEM图。
如图8c所示，经过压缩后，GSBR泡沫材料的结构相比压缩前(图8a)未出现明显变化，这说明GSBR泡沫材料具有可压缩-回复特性；
从图8d中可以发现，rGO片层紧密地吸附在GSBR泡沫材料的泡孔内壁(白色箭头所示)，与压缩处理前相比未出现明显的变化。这表明rGO能够紧密地吸附在GSBR泡沫材料中，这可能与rGO具有好的柔韧性、在浸渍和干燥过程中产生了毛细作用以及rGO与SBR具有良好的相互作用等有关。
图9为GO、GSBR/GO和GSBR/rGO泡沫材料的拉曼光谱：
如图9所示，GO、GSBR/GO和GSBR/rGO泡沫材料的拉曼光谱图中均出现了明显的D峰和G峰，分别位于1342cm-1和1583cm-1处，其分别对应于sp3杂化碳的无序结构区域和sp2杂化碳的石墨结构区域。
在拉曼光谱中，D峰和G峰的强度比(ID/IG)经常用来表征碳材料的结构缺陷和无序程度。
GO的D峰和G峰的强度比(ID/IG)为0.97，这与之前的实验结果一致。
GSBR/GO的ID/IG为0.72，采用水合肼还原后，GSBR/rGO的ID/IG提高为1.31，这表明GO被成功地原位还原成rGO。
图10为最大应变依次为(a)37％、(b)55％、(c)78％时SBR/rGO泡沫材料的电阻相对变化率σν随应变的变化曲线和(d)σν的峰值对比分析：
如图10a所示，在压缩过程(最大压缩应变为37％)中，随着应变的增大，σν不断下降，出现负值。这表明在压缩过程中，GSBR/rGO泡沫材料的电阻不断减小，即泡沫材料的导电性能提高。回复过程中，压缩应变从37％减少到20％的过程中，回复曲线呈线性变化，其和压缩曲线重合，表明该压缩-回复过程存在线性变化区间；当压缩应变小于20％时，σν继续增大，回复曲线的数值高于相应应变区间的压缩曲线数值；当回复后，其σν大于0，表明压缩-回复处理后，GSBR/rGO泡沫材料的导电性能降低。
如图10b所示，在压缩过程(最大压缩应变为55％)中，随着应变的增大，σν下降，其数值均低于0，这和37％压缩过程类似。回复过程中，σν在55％至10％过程中，回复曲线和压缩曲线基本重合，存在线性变化区间；当压缩应变小于10％后，回复曲线斜率大于压缩曲线，σν数值大于0，但低于37％的相应值。如图10c所示，当最大压缩应变为78％时，在压缩过程中，σν不断下降，回复过程中，σν不断上升；同时整个压缩-回复过程中，σν数值小于0，表明GSBR/rGO泡沫材料在此过程中其导电性能都优于其初始导电性能。
值得注意的是，在应变为37％、55％和78％的压缩-回复过程中，均出现了一段回复曲线和压缩曲线重合的区域，且存在σν数值与应变的线性变化关系，该区域可称为线性区域。该线性区域的特征有利于拓展GSBR/rGO泡沫材料在压力传感器等领域的应用。
图10d为GSBR/rGO泡沫材料在压缩-回复过程中最大应变处(为37％、55％和78％)的σν数值对比分析。在压缩之后，其σν数值均小于0，且按应变37％、55％和78％的次序逐渐下降。这表明压缩处理导致GSBR/rGO泡沫材料电导率的提高，且其电导率随压缩应变增大而增大。这可能是因为压缩过程中，吸附在GSBR/rGO泡沫材料内壁rGO片层形成了更紧密和完整的导电网络。回复处理后，GSBR/rGO泡沫材料的σν数值按照37％、55％和78％的次序逐渐降低。
为了进一步研究压缩形变对GSBR/rGO泡沫材料结构的影响，设计了如下过程：对GSBR/rGO泡沫材料进行压缩，然后迅速回复至初始状态如图11中插图所示，记录GSBR/rGO泡沫材料的电阻随时间的变化规律。
按公式5-1计算得到电阻相对变化率σν与时间的关系曲线。压缩-回复后GSBR/rGO泡沫材料的σν随时间的变化规律如图11中线条所示。随着时间的延长，GSBR/rGO泡沫材料的电阻的变化分三个阶段；先快速下降，然后缓慢降低，最后逐渐回复至0。这表明GSBR/rGO泡沫材料能够回复到初始状态。
压缩-回复处理后，GSBR/rGO泡沫材料的电阻不断减少，其导电性能逐渐回复到其初始状态。这与rGO片在GSBR/rGO泡沫材料内壁的重新分布有关。压缩-回复处理破坏了rGO形成的导电网络，随着时间推移，导电网络重新恢复至初始状态。
在前5min内，GSBR/rGO泡沫材料的σν值迅速下降，这一阶段对应泡孔结构在大形变下的快速复原；在5-100min内，GSBR/rGO泡沫材料的σν数值缓慢下降，这一阶段与泡孔内壁上的吸附的rGO片层间由疏松接触转变为紧密接触的过程有关；当时间大于100min后，GSBR/rGO泡沫材料的σν值基本趋于0，这表明GSBR/rGO泡沫材料已基本从大形变中回复至初始状态。值得注意的是，泡沫材料的形状和尺寸的变化对其电阻也有影响。
综上上述，压缩-回复处理后的GSBR/rGO泡沫材料，其导电性能的变化具有时间延迟效应。
对GSBR泡沫材料的热稳定性能进行测试：
采用热重分析(TGA)对GSBR泡沫材料的热稳定性能进行研究。GSBR-50、GSBR-25、GSBR-12.5和GSBR-6.25泡沫材料中石墨烯的含量依次增加。
表5-1为GSBR-50、GSBR-25、GSBR-12.5和GSBR-6.25泡沫材料的热失重参数。
GSBR-50泡沫材料的初始分解温度T5为308.1℃，GSBR-25、GSBR-12.5和GSBR-6.25泡沫材料的初始分解温度依次提高到330.2℃、331.9℃和345.7℃，增幅依次为22.1℃、23.8℃和37.6℃。
这表明石墨烯片层在SBR中起到了物理屏障的作用，延缓了SBR的降解过程。同时，GSBR-50、GSBR-25、GSBR-12.5和GSBR-6.25泡沫材料的最快分解温度Tmax和热失重为50％时的温度T50都依次提高，GSBR-6.25泡沫材料的最快分解温度Tmax比GSBR-50泡沫材料的Tmax提高了54.5℃，GSBR-6.25泡沫材料的T50比GSBR-50泡沫材料的T50提高了25.6℃。
这也与石墨烯片层的物理屏障作用有关，延缓了GSBR的降解过程。
表5-1GSBR-50、GSBR-25、GSBR-12.5和GSBR-6.25泡沫材料的热失重参数
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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