石墨烯凭借其卓越的导电性、导热性、机械强度等特性，在复合材料、能源存储、电子器件等领域展现出巨大潜力。石墨烯片层间存在强大的π-π作用和范德华力，极易发生不可逆的团聚，且其表面呈惰性，与许多聚合物基体的相容性差，这极大地限制了其优异性能的发挥和在基体中的均匀分散。因此，对石墨烯粉体进行表面改性，并借助有效的粉体改性剂，成为解决这些瓶颈问题的关键。其中，可再分散性乳胶粉作为一种重要的有机粉体改性剂，在改善石墨烯的加工与应用性能方面扮演着重要角色。
一、石墨烯粉体表面改性的主要方法
石墨烯的表面改性旨在通过物理或化学手段，在其表面引入功能基团或包覆层，以改善其分散性、界面相容性及特定功能。主要方法包括：
- 共价键改性：通过强氧化（如Hummers法）在石墨烯表面引入羧基、羟基、环氧基等含氧官能团，得到氧化石墨烯（GO）。这些活性基团为进一步接枝硅烷偶联剂、聚合物链或小分子提供了反应位点，能显著增强石墨烯与极性基体（如某些树脂、水泥）的界面结合力。但此法可能部分破坏石墨烯的本征sp²结构，影响其导电性。
- 非共价键改性：利用π-π堆积、氢键、离子键或范德华力等非共价相互作用，将表面活性剂（如十二烷基苯磺酸钠）、聚合物（如聚苯乙烯磺酸钠）或芳香族分子吸附在石墨烯表面。这种方法不破坏石墨烯的完整结构，能有效阻止其团聚，并可根据改性剂性质赋予石墨烯特定的亲水或亲油性。
- 聚合物包覆/接枝改性：通过原位聚合、“接枝到”或“接枝自”等方法，在石墨烯表面形成聚合物包覆层或接枝聚合物链。这不仅能提供空间位阻效应防止团聚，还能通过与基体聚合物相似的链段结构实现良好的相容性。
- 无机纳米粒子修饰：将二氧化硅、二氧化钛等无机纳米粒子负载于石墨烯表面，可以构建三维杂化结构，同时赋予石墨烯新的光、电、催化等功能，并改善其在某些无机体系中的分散。
二、粉体改性剂的作用及其典型代表：可再分散性乳胶粉
粉体改性剂是上述改性方法中实施的关键物质，其核心作用是作为“桥梁”或“隔离层”，优化石墨烯粉体的物理化学性质。以可再分散性乳胶粉为例，其作用机理和优势尤为突出。
可再分散性乳胶粉通常由乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）、丙烯酸酯等聚合物乳液经喷雾干燥制成，外观为白色粉末，遇水后可重新乳化成稳定的乳液。将其用于石墨烯改性，主要作用如下：
- 优异的再分散与隔离作用：乳胶粉粒子可以吸附在石墨烯片层表面或片层之间，形成物理隔离层，有效减弱片层间的范德华力，防止干燥态下的硬团聚。当改性后的石墨烯复合粉体加入到水基体系（如水泥砂浆、涂料）中时，乳胶粉遇水再分散，包裹着石墨烯的聚合物胶膜能迅速释放，借助乳化作用和空间位阻，促使石墨烯以纳米或微米尺度稳定分散于体系中。
- 显著改善与基体的相容性和界面结合：乳胶粉的聚合物成分（如EVA、丙烯酸酯）与许多建筑聚合物砂浆、涂料、密封胶的基体成分相似或相容。当石墨烯表面包覆了这样一层聚合物后，其与基体聚合物的界面能降低，相容性大幅提高。在材料固化过程中，乳胶粉形成的柔性聚合物膜还能与基体相互交织、渗透，形成牢固的物理锚定，从而将石墨烯牢固地“绑定”在基体内部，优化应力传递。
- 提升复合材料的综合性能：通过乳胶粉改性的石墨烯，能更均匀地分散在基体中，充分发挥其增强、增韧、导电或导热的功能。例如，在水泥基复合材料中，改性石墨烯可以更有效地阻碍微裂纹扩展，提升材料的抗折强度和耐久性；在功能性涂料中，则有助于构建更完善的导电或导热网络。乳胶粉本身常能赋予基体更好的柔韧性、粘结力和抗渗性。
- 改善加工流动性：经乳胶粉包覆后，石墨烯粉体的流动性和抗结块性得到改善，更易于在干混工艺中与其他粉体原料（如水泥、填料）均匀混合，简化了生产工艺。
对石墨烯粉体进行表面改性是解锁其应用潜力的必经之路。通过共价或非共价方法引入功能化基团或包覆层，可以针对性解决其分散与界面难题。而可再分散性乳胶粉作为一类高效的粉体改性剂，凭借其独特的再分散特性、优异的界面桥接能力和对复合材料性能的全面提升，为石墨烯在建筑材料、聚合物复合材料等领域的规模化、高性能化应用提供了一种极具前景的解决方案。针对不同应用体系开发专用型、功能化的复合改性剂，将是该领域的重要发展方向。
