075]由超声波引起的石墨材料在合适的溶剂中分散和/或剥落的效应不是由于超声 波的传输或吸收，而是由于引起暴热效应（T~5, 000K)、物理效应（P~2, 000个大气压） 以及在某些情况下甚至化学效应（例如自由基的产生）的空化现象的开始。
[0076] 术语空化指的是空腔（或气泡）在液体中的形成和几乎立刻内爆。
[0077] 当超声波实际上在声压的作用下穿过介质时，分子之间的平均距离随着这些分子 围绕其平衡位置振荡而变化。当由穿过液体的超声波引起的负压足够高时，液体的分子之 间的距离超过将液体保持完整所需要的最小分子距离。因此液体破坏，从而产生空隙：所谓 的空化气泡。这些气泡继续生长直到负压达到其最大值。随后，在压缩循环期间，气泡收缩 并且其中的一些瓦解。气泡的内爆如此迅速以致实际上是绝热的，并且因此在瓦解结束时， 据计算，包含在气泡中的气体可以达到接近5, 000K的温度，并且在气泡自身内部可以达到 多达2, 000个大气压的压力。释放的巨大量的能量侵袭固体材料的表面和间隙两者，从而 有助于剥落石墨层并且将其分解成更小的颗粒且更容易地可分散在溶剂中。
[0078]用于测试的超声波浴用去矿物质水填充，并且将包含在合适的溶剂中的石墨分散 体的容器浸没在其内部中。因此，迫使超声波穿过包含在罐中的传输液体（水）以及包含 样品的容器的壁。
[0079] 处理温度可以为在从-50°C至100°C、更优选地从0°C至80 °C、甚至更优选地从 20°C至70°C的范围中。
[0080] 超声波频率可以为在从20Mhz至1，OOOMhz、优选地从20khz至200khz的范围中。 通常优选的是，使用固定频率超声波产生器，但对于使用以不同频率操作的各种转换器或 以可变频率的产生器，不存在特别的阻碍。
[0081] 超声波功率可以为在从10W/升至2, 000W/升、更优选地从30W/升至1，000W/升 的范围中。
[0082] 根据所使用的超声波的强度，超声波处理的应用时间可以从分钟至月变化。优选 地，应用时间为在从10分钟至1天的范围中。
[0083] 乙烯基芳香族单体可以选自对应于以下通式（I)的那些：
[0084]
[0085] 其中R是氢或甲基，η是零或在从1至5的范围中的整数，并且Y是卤素（优选地 选自氯或溴）或具有从1个至4个碳原子的饱和或不饱和的烷基或烷氧基。
[0086] 具有通式⑴的乙烯基芳香族单体的实例是：苯乙稀、α-甲基苯乙稀、甲基苯乙 稀、乙基苯乙稀、丁基苯乙稀、二甲基苯乙稀、单氯苯乙稀、二氯苯乙稀、三氯苯乙稀、四氯苯 乙烯和五氯苯乙烯、溴苯乙烯、甲氧基-苯乙烯、乙酰氧基-苯乙烯、二乙烯基苯。优选的乙 烯基芳香族单体是苯乙烯、α-甲基苯乙烯和二乙烯基苯。
[0087] 包含羧基的乙烯基单体可以选自丙烯酸和甲基丙烯酸的衍生物，比如酯、酸酐和 氯化物。
[0088] 乙烯基单体的实例是：马来酸酐、马来酰氯、衍生自具有从1个至8个碳原子的醇 的马来酸酯、丙烯酸、丙烯酰氯、丙烯酸酐、衍生自具有从1个至8个碳原子的醇的丙烯酸 酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酰氯、甲基丙烯酸酐、衍生自具有从1个至8个碳原子的醇的甲基 丙烯酸酯。
[0089] 优选的乙烯基单体是：马来酸酐、丙烯酸和甲基丙烯酸。
[0090] 下文例证本专利申请的目的一本发明的代表性但非限制性实施例。
[0091] 作为比较实施例，实施例证现有技术状态中已知的包含石墨烯的纳米结构聚合物 的以下合成方法的测试：
[0092] -苯乙烯和马来酸酐-氧化石墨化合物之间的自由基聚合；
[0093] -在乙苯和石墨烯G2 (由CheapTubes公司供应）的存在下在酸吸附于后者上之 后的苯乙烯的阳离子聚合；
[0094] -在氧化石墨的存在下苯乙烯和马来酸酐之间的自由基聚合。 实施例
[0095] 使用由GraphitKropfmUhlAG公司供应的石墨UF2用于以下实施例中描述的制 备。在表5中指示主要特征。还使用由CheapTubes供应的石墨稀G2,其特征在表6中指 不。
[0096] 实施例1至3 :氧化石墨的制备（根据Hummers等人，J.Am.Chem. Soc. 1958, 80, 1339)。
[0097] 在配备有机械搅拌器、气泡冷却器和冰浴的三颈烧瓶中，在剧烈搅拌下将石墨UF2 悬浮在包含98 %硫酸和65 %硝酸的混合物中持续30分钟。
[0098] 分成小份添加高锰酸钾，从而确保温度不超过10°C。将混合物留在搅拌下冷却持 续30分钟，用水浴使混合物的温度达到40°C并且留在搅拌下持续30分钟。添加去矿物质 水并且将混合物留在搅拌下持续另外15分钟。
[0099] 用冰浴冷却混合物，并且通过分成小份添加蒸馏水和30%过氧化氢来分解过量的 高锰酸盐。
[0100] 在微孔过滤器（过滤器在硝酸纤维素中，孔径=5μπι)上过滤获得的固体，首先用 5%盐酸洗涤直到不再释放硫酸盐（用5%氯化钡的溶液控制），并且然后用蒸馏水洗涤直 到达到中性。
[0101] 通过在真空下在烘箱中在80°c下加热来使产物脱水。
[0102] 获得表1中指示的氧化石墨。
[0103] 表 1
[0104]
[0105] 实施例4至7 :乙烯基单体-氧化石墨化合物的制备
[0106] 在配备有机械搅拌器、气泡冷却器和温度计的1升三颈烧瓶中，通过在室温下在 搅拌和轻氮气流下浸没在超声波浴（使用Branson装置5200型号，40KHZ，200瓦特）中， 将氧化石墨分散在四氢呋喃中（约9小时处理）。
[0107] 在剧烈搅拌下并且在室温下添加乙烯基单体和1M硫酸。
[0108] 通过用热夹套加热来使混合物达到沸点并且使其反应持续8小时。
[0109] 冷却混合物，蒸发溶剂并且用氮气流使产物脱水。
[0110] 获得表2中指示的化合物。
[0111]表 2
[0112] 实施例8 :将硫酸吸附在乙烯基单体-氧化石墨化合物上
[0113] 将3. 8g乙烯基单体-氧化石墨化合物在100ml单颈烧瓶中悬浮在30ml四氢咲喃 中并且添加2ml96%硫酸。
[0114] 使混合物经受机械搅拌持续1小时，并且然后通过在真空下加热除去溶剂。
[0115] 实施例9至12 :苯乙烯和用硫酸浸渍的乙烯基单体-氧化石墨化合物之间的阳离 子聚合。
[0116] 在用油流加热的配备有机械搅拌器、温度计和滴注漏斗的玻璃夹套反应器中，将 在实施例8中制备的化合物悬浮在乙苯中。
[0117] 在搅拌下加热悬浮液并且当温度达到35°C时，十分缓慢地逐滴添加苯乙烯。
[0118] 缓慢加热悬浮液并且继续滴注苯乙烯直到温度多达55°C。此时，使反应器夹套的 温度和苯乙烯滴注两者维持恒定，经过约5分钟的时段观察到悬浮液的温度上升，该温度 达到71°C。使温度在指示的值下保持恒定直到苯乙烯滴注结束（约20分钟）。
[0119]在苯乙烯的滴注结束时，观察到温度降低至55°C，并且此时，从反应器中除去聚合 物。
[0120] 通过将聚合物在真空下加热至230°C持续30分钟来除去溶剂和可能的残留单体。
[0121] 获得表3中指示的聚合物。
[0122] 图1和图2分别示出在实施例10中制备的分子量为从500道尔顿至1，000道尔 顿的范围的聚合物P-SMAH-GRAF0X2-CAT的XRD衍射图和在200nm的分辨率下的TEM显微 镜制图。
[0123] 表 3
[0124]
[0125] 比较实施例1 :苯乙烯和马来酸酐-氧化石墨化合物之间的自由基聚合
[0126] 在配备有机械搅拌器、温度计和滴注漏斗的用油流加热的玻璃夹套反应器中，将 用氢氧化钠中和的在实施例5中制备的3. 5g化合物MAH-GRAF0X2悬浮在150g苯乙烯中。
[0127] 在搅拌下将悬浮液加热至125°C并且将其留在此温度下持续5小时。
[0128] 通过将聚合物在真空下加热至230°C持续30分钟来除去溶剂和可能的残留单体。
[0129] 图3和图4分别示出获得的分子量为约600, 000道尔顿的聚