Preparação de polietileno de peso molecular ultra-alto / nanocompósito de grafeno polimerização in situ via estrutura esférica e sanduíche de grafeno / suporte Sio2

Resumo

Óxido de grafeno reduzido / SiO ₂ (RGO / SiO ₂ ) servindo como um novo suporte esférico para o catalisador Ziegler-Natta (Z-N). A superfície e o interior do suporte possuem uma arquitetura porosa formada por RGO / SiO ₂ estrutura em sanduíche. A estrutura em sanduíche é como uma parede de tijolos revestida com uma camada de grafeno de concreto armado como esqueleto que poderia suportar pressões externas e dotar a estrutura de maior estabilidade de suporte. Depois de carregar o catalisador Z-N, os componentes ativos ancoram na superfície e nos poros internos dos suportes. Quando as moléculas de etileno encontram os centros ativos, as cadeias moleculares crescem a partir da superfície e dos sítios catalíticos internos de forma regular e bem organizada. E o processo das cadeias moleculares nascentes preenchidas na estrutura em sanduíche de polimerização poderia garantir que o grafeno se dispersasse uniformemente na matriz polimérica. Comparado com os métodos tradicionais, o suporte de grafeno esférico poroso desta estratégia tem muito mais vantagens e pode manter um desempenho de grafeno intrínseco nos nanocompósitos.

Histórico

O grafeno, uma monocamada de átomos de carbono que tem um acondicionamento compacto de estrutura em favo de mel e serve como o bloco de construção básico de materiais grafíticos, tornou-se recentemente uma das estrelas mais atraentes na ciência dos materiais [1]. Grafeno e óxido de grafeno (GO), com propriedades mecânicas extraordinárias, como alto módulo de Young, dureza extrema, excelente flexibilidade e baixo custo em comparação com nanotubos de carbono (CNT), foram considerados reforço eficaz para compósitos de alto desempenho [ 2,3,4,5,6,7]. Comparado com polímeros preenchidos convencionais, compósitos de polímero / grafeno exibem não apenas as propriedades mecânicas e de barreira, mas também propriedades funcionais, como condutividade elétrica e térmica de polímeros [8,9,10,11]. Por exemplo, a cooperação bem-sucedida de folhas de grafeno e materiais nanocompósitos à base de polímero foi alcançada em uma ampla gama de polímeros polares, incluindo polianilina, poliestireno, poli (fluoreto de vinilideno), poliuretano, epóxi e polietileno [12,13,14,15 , 16]. No entanto, a síntese de nanocompósitos de polímero reforçado com grafeno era desafiadora na obtenção de folhas de grafeno bem dispersas em matriz de polímero, especialmente quando o polímero é separado da categoria de polímero não polar tipicamente representado pela família de poliolefinas, como polietileno (PE) ou polipropileno ( PP).

Geralmente, a mistura da solução é uma das maneiras ideais de fazer nanocompósitos de polímero / grafeno se o polímero puder ser prontamente dissolvido em um solvente orgânico comum. Ao mesmo tempo, a mistura por fusão também é adotável para a fabricação de nanocompósitos de polímero / grafeno, que de fato é aplicável não apenas aos polímeros polares resolvíveis por solvente, mas também aos polímeros não polares como a poliolefina. Embora os dois métodos tenham sido aplicados a muitos projetos, existem algumas desvantagens também, por exemplo, durante o processo de fabricação de compósitos, os nanocompósitos de polímero / grafite não conseguiam obter folhas de grafeno bem dispersas [17].

Como o grafeno é estável e carece de grupos funcionais, dificilmente pode reagir com o polímero alvo ou tem uma boa dispersão na maioria dos solventes comuns. É de grande interesse implementar nanocondicionamento a fim de otimizar as propriedades do material. E as plaquetas GO têm sido utilizadas como suporte de catalisador para a polimerização heterogênea in situ de poliolefinas, que reage com um componente catalítico por grupos funcionais de superfície de GO [18]. Isso mostra uma dispersão homogênea de plaquetas GO de poucas camadas e exibe condutividade elétrica moderada [19]. Em processos de polimerização, os enchimentos são usados como suportes catalíticos para permitir que a matriz cresça diretamente da superfície da nanocondicionamento. Mais nanocompósitos são sintetizados desta forma, como argila, MMT, [20,21,22,23], e principalmente nanotubos de carbono, que ainda são de grande interesse atualmente [24, 25].

Resumindo os relatórios existentes sobre a preparação de nanocompósitos de polímero / grafeno, a polimerização in situ mostra plaquetas GO de poucas camadas bem dispersas, mas os compostos com categoria de polímero não polar como PE ou PP não são capazes de reduzir o GO a grafeno termicamente. Os componentes catalíticos precisam reagir com o GO por grupos funcionais de superfície e então obter grupos funcionais de superfície mais severamente complicados, que desordenam o grafeno. A existência de defeitos e a estrutura desordenada reduziram algumas das propriedades mais importantes do grafeno, como condutividade térmica, condutividade elétrica, resistência mecânica e mobilidade de portadores [26,27,28,29]. Os pesquisadores geralmente usam a camada de grafeno como catalisador para suporte direto por conveniência, o que levará ao crescimento aleatório das cadeias moleculares de poliolefina. Ao realizar a polimerização in situ, o processo de emaranhamento e reunificação pode facilmente levar ao fenômeno de panela pegajosa. Devido ao processo especial e complicado de polimerização de olefinas, um suporte catalítico regular, especialmente esférico como o suporte de grafeno, é necessário. Caso contrário, não apenas as propriedades mecânicas da poliolefina sintetizada se degradarão muito, mas também, haverá uma grande poluição do reator, o que impedirá que a reação funcione continuamente e introduzirá uma industrialização inadequada. Assim, a morfologia regular do suporte de grafeno é significativa para a preparação em larga escala do material de olefina in situ polimerização de poliolefina. Até onde sabemos, nenhum trabalho de preparação e construção do suporte esférico à base de grafeno para o sistema de catalisador Ziegler-Natta foi relatado.

Para enfrentar os desafios acima, temos nos concentrado na preparação de um tipo de suporte à base de grafeno de alta eficiência para reduzir o defeito desnecessário gerado a partir da polimerização in situ, tanto quanto possível. Os suportes de catalisador à base de grafeno atuam como a estrutura para carregar o catalisador em sua grande superfície e poros internos. Enquanto isso, o suporte esférico de grafeno assume o papel de preenchedor de reforço nanométrico e agente condutor. Durante o processo de polimerização de olefinas, o catalisador à base de grafeno trinca e todas as camadas de grafeno se dispersam uniformemente na matriz de poliolefina. Aqui, um óxido de grafeno reduzido esférico mícron único (RGO) / SiO ₂ nanocompósito como suporte para o catalisador Z-N com uma nova arquitetura porosa 3D foi sintetizado pelo método de automontagem e liofilização por spray. Pode atingir uma homogeneidade em escala molecular e ter aglomeração mínima, e também, o tamanho do nanocompósito pode atingir 20–50 μm. Além disso, usamos os novos catalisadores Ziegler-Natta com suporte de síntese de suporte do TiCl ₄ (C ₄ H ₉ MgCl (BuMgCl) / RGO-SiO ₂ ), e a morfologia uniforme e dispersa e replicável dos suportes, um compósito arredondado de grafeno / polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE), foi sintetizado. Essas propriedades são benéficas para a operação contínua do equipamento de preparação e produção. Ainda até o momento, não há relatos de síntese de compósitos granuliformes ou arredondados de grafeno / UHMWPE, que é um reaparecimento da morfologia esférica do suporte à base de grafeno no processo de polimerização. Os nanocompósitos sintetizados por um sistema de catalisador Ziegler-Natta usando o microesférico RGO-SiO ₂ os suportes possuem grafeno de alta eficiência e reduzem muitos defeitos desnecessários, que geralmente são gerados a partir da polimerização in situ.

Caracterizações

Os padrões de difração de raios-X (XRD) foram registrados por um difratômetro Rigaku D / Max-2400 usando radiação Cu Kα. Espectros Raman do GO, BuMgCl / GO, RGO, GO-SiO ₂ , RGO-SiO ₂ , BuMgCl / GO-SiO ₂ e BuMgCl / RGO-SiO ₂ foram obtidos com um Horiba Jobin Yvon LABRAM-HR800 com uma faixa de comprimento de onda de 0–4000 cm ⁻¹ . Os espectros de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) das amostras foram registrados usando um espectrofotômetro Nicolet NEXUS 670 FT-IR, e a amostra e KBr foram pressionados para formar um comprimido. As imagens de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) foram obtidas pelo microscópio Hitachi H-600. A análise termogravimétrica (TGA) para as amostras foi realizada em um analisador térmico de diamante Perkin-Elmer da temperatura ambiente a 600 ° C, usando uma taxa de aquecimento de 10 ° C / min com N ₂ como a amostra de gás de purga. A superfície de fratura dos compósitos e a composição semiquantitativa foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura, detector de energia dispersiva de raios-X (SEM-EDX; Hitachi S-4800). O ponto de fusão dos polímeros foi medido por calorimetria de varredura diferencial (DSC) a uma taxa de aquecimento de 5 ° C / min em um analisador térmico de diamante Perkin-Elmer Pyris sob uma taxa de fluxo de nitrogênio de 30 ml / min de 25 a 400 ° C. A medição do peso molecular foi realizada em um viscosímetro Ubbelohde de acordo com a equação de Mark-Houwink:[η] =1,1 × 10 ⁻⁴ M _η ^0.8 .

Resultados e discussão

Evolução da morfologia

Mudanças morfológicas a partir de GO para GO-SiO ₂ foram monitorados usando TEM. A Figura 1a mostra uma imagem TEM de folhas GO. A Figura 1b mostra uma imagem TEM de SiO ₂; as nanopartículas adjacentes de SiO ₂ são facilmente aglomerados devido à alta energia superficial da água. A decoração do SiO ₂ no GO-SiO ₂ híbrido é revelado pela imagem TEM da Fig. 1 c, d, e é claramente visto que as nanopartículas de SiO ₂ se alinham e são embalados em folhas GO firmemente, formando uma estrutura de sanduíche. O caminho detalhado para construir uma estrutura em sanduíche a partir de folhas GO e SiO ₂ é mostrado na Fig. 2.

Imagens TEM para a GO, b SiO ₂ , e c , d GO-SiO ₂ híbrido

Esquema do mecanismo sugerido para GO-SiO ₂ síntese de estrutura em sanduíche

Este tipo de camada de revestimento é favorável para fortes interações de superfície [30]. GO é altamente carregado com grupos funcionais contendo oxigênio [31, 32] (epóxido, –COOH e –OH); portanto, pode se dispersar prontamente em água (Fig. 2 (a)) e tem fortes interações com nanopartículas de sílica levando à formação de GO-SiO ₂ híbrido (Fig. 2 (b)) [33]. Conforme a reação prossegue, as bordas das folhas GO começam a se curvar sob a grande tensão superficial das folhas GO (Fig. 2 (c)) e, em seguida, as folhas GO interagem com o verso do SiO ₂ (Fig. 2 (d)). Finalmente, SiO ₂ é enrolado nas folhas GO firmemente, formando a estrutura em sanduíche (Fig. 2 (e)); essa estrutura ajuda as telhas GO a evitar o risco de perda de conexão e a garantir a condutividade elétrica como um todo. No aspecto mecânico, a estrutura em sanduíche que se assemelha a uma parede de tijolos revestida com uma camada de concreto mantém a excelente flexibilidade do grafeno e serve como um esqueleto para suportar a pressão externa. Outras nanopartículas de sílica que não interagem com o GO se espalharão pela estrutura do sanduíche. A existência dessa estrutura é comprovada pela estrutura interna de suportes esféricos e será discutida em detalhes posteriormente.

A imagem SEM na Fig. 3a exibe o RGO-SiO ₂ apoios são recursos de distribuição de tamanho estreita, formato regular e alta porosidade. E o diâmetro médio das microesferas e as estatísticas de distribuição de partículas de Maken foram calculadas na Fig. 3b. A proporção de partículas com tamanho de 30 ~ 70 μm é mais do que 75% de todas as estatísticas, e o tamanho médio das partículas é 46,78 μm, as bolas sintetizadas de acordo com o tamanho dos suportes de catalisador. Na Fig. 3c, observa-se que existem esferas quase perfeitas com uma cobertura grossa porosa, e sua estrutura superficial pode ser vista pela imagem ampliada na Fig. 3d, onde as camadas porosas e empilhadas da estrutura laminada que compõem o RGO-SiO ₂ estrutura em sanduíche pode ser encontrada na superfície. O arranjo regular das nanoesferas é visto com clareza, mas ao contrário, folhas GO em que a camada é muito fina, a cor da amostra configura a presença de folhas GO. Uma esfera quebrada inequívoca revela que o interior é formado por um GO-SiO ₂ estrutura em sanduíche envolvendo a estrutura de rede porosa, e o tamanho médio dos poros é de 2,23 μm (Fig. 3f). Ambas as estruturas superficiais e internas têm grandes diferenças com a sílica tradicional.

Imagens SEM para a , c RGO-SiO ₂ suportes esféricos em diferentes ampliações. b Histogramas de distribuição de tamanho de a . d Ampliação da superfície de c . e Uma esfera quebrada. f Ampliação de e

Estudando a morfologia de suporte do conteúdo de sílica, RGO-SiO ₂ suportes esféricos em diferentes SiO ₂ os conteúdos são preparados por liofilização por pulverização, uma tendência de coeficiente de esfera de declínio foi observada por SEM como mostrado na Fig. 4.

Imagens SEM para RGO-SiO ₂ suportes esféricos em diferentes SiO ₂ contente. a , b Proporção de qualidade de SiO ₂ e GO é 5:1 e ampliação de a ; c , d 1:1; e e , f 0,5:1. g , h Sem SiO ₂

Quando a relação de qualidade é 5:1, a morfologia dos suportes não mudou muito, com alguns orifícios maiores aparecendo na superfície e o nanoSiO ₂ perdendo seu arranjo regular. Lacunas maiores foram encontradas na célula adjacente da Fig. 4a, b. Da Fig. 4c-f, com a redução de SiO ₂ conteúdo, algumas abas finas aparecem na borda da esfera, levando ao declínio do coeficiente da esfera e à escassez de nanoSiO ₂ em muitas partes. Da Fig. 4g, h, o material sem SiO ₂ a maioria exibe uma forma esférica e parece muito macia, como um balão, o que demonstra uma boa concordância com os resultados experimentais. Conclui-se que a adição de sílica pode aumentar o coeficiente de esfera e a resistência dos suportes.

Imagem SEM de BuMgCl / RGO-SiO ₂ é mostrado na Fig. 5a. Sua espectroscopia EDX é apresentada na Fig. 5b. Após o tratamento com BuMgCl, RGO-SiO ₂ possui áreas fraturadas menores, pois a agitação vigorosa pode causar colisão e vibração, mas o suporte ainda é uma estrutura porosa esférica, e picos fortes de Mg e Cl são apresentados além de C, O e Si. A Figura 5c mostra a imagem SEM do TiCl ₄ / (BuMgCl / RGO-SiO ₂ ) catalisador, que mostra que a morfologia é destruída novamente com base na esfera original. Mas o suporte tem pouco impacto; portanto, a morfologia geral é preservada. Espectroscopia EDX do TiCl ₄ / (BuMgCl / RGO-SiO ₂ ) catalisador em uma área selecionada mostrada na Fig. 8c com um quadrado branco indica que o metal de transição Ti é suportado com sucesso no RGO-SiO ₂ transportador além de C, O, Si, Mg e Cl (Fig. 5d).

a Imagem SEM de BuMgCl / RGO-SiO ₂ , b o espectro de EDX correspondente de BuMgCl / RGO-SiO ₂ , c Imagem SEM de TiCl ₄ / (BuMgCl / RGO-SiO ₂ ) catalisador e d Espectro EDS de TiCl ₄ / (BuMgCl / RGO-SiO ₂ ) em uma área indicada com uma linha branca na parte c

Defeitos e desordem do grafeno em apoiadores

Os espectros Raman para GO, BuMgCl / GO, RGO, GO-SiO ₂ , RGO-SiO ₂ , BuMgCl / GO-SiO ₂ e BuMgCl / RGO-SiO ₂ são mostrados na Fig. 6, que consiste na banda G em 1596-1607 cm ⁻¹ (devido a estruturas aromáticas ou ligações duplas) e a banda D em 1342–1357 cm ⁻¹ (associado à ordem / desordem da amostra). Obviamente, a banda D para os materiais de partida é relativamente intensa em comparação com sua banda G, que é típica para pequenas pilhas no defeito [34]. Após GO como substrato reage com BuMgCl, Fig. 6a mostra claramente que o espectro Raman está passando por mudanças significativas. A intensidade da banda D dos materiais de carbono resultantes intensifica-se acentuadamente enquanto BuMgCl é adicionado, conforme a banda G diminui, a razão G / D calculada diminui de 1,03 para 0,78. Em vez disso, a razão G / D calculada de RGO aumenta para 1,11 enquanto os materiais resultantes são tratados termicamente a 700 ° C. Isso sugere um arranjo desordenado das camadas de grafeno após GO reagir com BuMgCl. A razão é que o BuMgCl reagiu com os grupos funcionais de superfície do GO, e esses grupos funcionais desordenaram o arranjo do grafeno; portanto, reagir com BuMgCl produziu comprometimento mais severo.

Espectros Raman de GO, BuMgCl / GO, RGO, GO-SiO ₂ , RGO-SiO ₂ , BuMgCl / GO-SiO ₂ e BuMgCl / RGO-SiO ₂

Para resolver este problema, mais experimentos são feitos a fim de confirmá-lo ou derrubá-lo, conforme mostrado na Fig. 6b. Quando GO-SiO ₂ como o substrato reage com BuMgCl, os resultados calculados por este método concordam bem com os dados do experimento de GO e a razão G / D diminui de 1,05 para 0,89. Mas quando RGO-SiO ₂ como o substrato reage com BuMgCl, a razão G / D diminui de 1,02 para 1,01, isto está mostrando um resultado claro de que um arranjo ordenado das camadas de grafeno nos complexos não é destruído severamente após reagir com BuMgCl e SiO ₂ nos complexos são usados para suporte BuMgCl neste processo [35].

Polimerização UHMWPE in situ com RGO-SiO ₂ Catalisador Ziegler-Natta compatível

A polimerização do propileno foi realizada com o TiCl ₄ / (BuMgCl / GO-SiO ₂ ) catalisador. As atividades do catalisador estavam na faixa de 2,66 × 10 ⁵ –4,2 × 10 ⁵ g PE / mol Ti / h, dependendo da razão trietilalumínio [TEA] / [Ti] usada durante a polimerização. Geralmente, maior [TEA] / [Ti] resultou em maior atividade. DSC estudou as propriedades térmicas dos compósitos UHMWPE / GO obtidos. Uma temperatura consistente de fusão do polímero próxima a 142 ° C é reconfortante. Os compósitos PE / GO com carga de grafeno de 0,28 e 0,5% em peso (calculado com base na quantidade de GO adicionado) foram obtidos. As amostras foram submetidas à medição de viscosidade para determinar seus pesos moleculares (M _η ) Acompanhado por um aumento na quantidade de TEA, os pesos moleculares médios da viscosidade das matrizes UHMWPE foram alterados de 3,1 × 10 ⁶ para 2,0 × 10 ⁶ g / mol, que são requisitos UHMWPE. Caracterização morfológica de UHMWPE / RGO-SiO ₂ é mostrado na Fig. 7. A Figura 7a mostra a morfologia do pó de compósito UHMWPE / RGO-SiO2 conforme obtido após a polimerização; em contraste, o pó UHMWPE puro é branco sem RGO-SiO2, como mostrado na Fig. 7b. Imagens SEM na Fig. 7c mostram que o UHMWPE / GO-SiO ₂ os grânulos compostos têm tamanho uniforme, boa dispersão e formato esférico regular. O diâmetro médio dos compósitos também foi calculado. A estatística de distribuição de partículas é mostrada na Fig. 7d e é comparada com o GO-SiO ₂ apoia. Como o tamanho médio das partículas é 150 μm, que é três vezes o tamanho do suporte, e a proporção de partículas 120 ~ 180 μm é mais de 70% de todas as estatísticas, isso foi muito semelhante à distribuição de tamanho de GO-SiO ₂ suporta, e também, a morfologia das repetições compostas. O caminho detalhado de repetição da morfologia é mostrado na Fig. 8. Na Fig. 7e, observa-se que há uma partícula esférica com uma cobertura de superfície rugosa, e sua estrutura de superfície é vista pela imagem de ampliação na Fig. 7f, o superfícies de partículas de polímero são quase inteiramente cobertas com folhas de grafeno ou RGO-SiO ₂ , o que poderia explicar o crescimento da cadeia molecular na superfície e arredores do catalisador.

a UHMWPE / RGO-SiO ₂ pó compósito obtido após polimerização. b Pó UHMWPE sem RGO-SiO ₂ . d Histogramas de distribuição de tamanho de c . e Imagens de MEV obtidas da superfície de fratura de compósitos em diferentes ampliações. f Ampliação da superfície de e

Esquema da síntese de nanocompósitos

A repetição da morfologia do polímero com base em um esquema de reação é ilustrada na Fig. 8. Primeiro, o precursor, RGO-SiO ₂ suporte esférico, é sintetizado através da reação de redução térmica com GO-SiO ₂ compósito esférico a 700 ° C em uma atmosfera de argônio para remover grupos residuais de oxigênio internamente do GO-SiO ₂ estrutura sanduíche no RGO-SiO ₂ estrutura sanduíche e ativa a sílica ao mesmo tempo. Em seguida, ele reage com BuMgCl em tetrahidrofurano (THF) para sintetizar o suporte Bi, seguido por um excesso de TiCl ₄ tratamento para gerar o componente do catalisador Mg / Ti; uma parte da formação do componente acontece diretamente na superfície do suporte e outras partes passam pela arquitetura porosa para a interna e interagem com as nanopartículas de sílica que se espalham pela estrutura em sanduíche. Então, o catalisador suportado é envolvido na polimerização de etileno. Quando o etileno encontra o centro ativo, as cadeias moleculares da superfície de suporte crescem e cristalizam rapidamente ao redor do catalisador, junto com a direção vertical da tangente esférica. E as cadeias moleculares dos sítios catalíticos internos também começam a crescer. Eles preencheram o RGO-SiO ₂ estrutura em sanduíche e não possui interação com o grafeno; portanto, o grafeno pode se dispersar uniformemente. Com o maior crescimento das cadeias moleculares, o volume dos grânulos de polímero aumenta e torna-se ainda mais difícil repetir a morfologia completamente. Esta é a razão pela qual os nanocompósitos não são esferas quase perfeitas no SEM mostrado na Fig. 7, enquanto o polímero tem tamanho uniforme, boa dispersão e um RGO-SiO ₂ estrutura em sanduíche.

Condutividade elétrica

A condutividade elétrica de nanocompósitos de UHMWPE comprimidos por fusão foi medida usando o método de quatro pontos em placas cilíndricas com 20 mm de diâmetro e uma altura de 2 mm. Com teor de 0,5% em peso de GO, a condutividade elétrica era de 6,46 × 10 ⁻⁴ S / cm; com conteúdo GO decrescente, era 4,62 × 10 ⁻⁵ S / cm. Comparando com o método que usou nanofolha de grafeno disperso diretamente, este método custará menos conteúdo de grafeno na formação dos nanocompósitos para atingir a mesma condutividade. A razão é que, no primeiro método, muitos grupos catalíticos do catalisador suportado estavam contidos na superfície do grafeno, destruindo então o sistema conjugado original e deteriorando sua condutividade. No entanto, após os suportes esféricos serem sintetizados, a reação de um reagente de Grignard BuMgCl com GO-SiO ₂ no THF ocorre na superfície de suporte, o que não irá danificar a estrutura interna do grafeno, e uma rede condutora é formada conforme o grafeno interno é espalhado no polímero enquanto as amostras polimerizadas são misturadas e comprimidas em filmes.

Conclusões

Neste estudo, um único micron RGO / SiO ₂ nanocompósito como um novo suporte para o catalisador Ziegler-Natta com uma arquitetura 3D esférica porosa foi sintetizado. Procuramos preparar o suporte reduzindo os defeitos desnecessários gerados durante o processo de polimerização in situ. Os suportes atuam como estrutura catalisadora, reforçando nanopreenchimentos e agentes condutores. O componente catalítico e os locais ativos são uniformes e bem distribuídos na superfície e poros internos dos suportes após o uso da nova síntese de suporte catalisadores Ziegler-Natta bi-suportados de TiCl ₄ (BuMgCl / RGO-SiO ₂ ) sistema. E as morfologias dos compósitos de polietileno replicam as morfologias dos suportes, então compósitos esféricos de UHMWPE / grafeno foram sintetizados, o que é benéfico e crítico para operar os equipamentos de reparação e produção contínua na indústria. Além disso, estes RGO-SiO ₂ nanocompósitos com arquitetura porosa também têm aplicações potenciais em muitos outros campos, como catalisadores, materiais de armazenamento de energia, nanoeletrônica e dispositivos fotoeletrônicos.