本文關(guān)鍵詞：氧化石墨烯的表面修飾及與聚芳醚腈的復(fù)合材料的研究

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【摘要】：石墨烯(Graphene)作為一種二維的碳材料,它的每一層上的碳鍵結(jié)構(gòu)都是SP2雜化,具有高的電子云密度,結(jié)晶性和比表面積。與石墨烯相比,氧化石墨烯(Graphene oxide GO)作為石墨烯的前聚體,它的片層表面上分布著很多含氧官能團(tuán),包括大部分的環(huán)氧基團(tuán),羥基和少部分的酚基,羧基和羰基等。大量含氧官能團(tuán)表現(xiàn)出的極性使得氧化石墨烯具有強(qiáng)烈的親水性,從而使得氧化石墨烯在很多溶劑中有良好的分散性。本論文一方面希望通過(guò)利用氧化石墨烯作為一個(gè)載體,對(duì)其進(jìn)行修飾,制得不同功能性的雜化材料。另一方面再利用它的極性鍵而展現(xiàn)出的較強(qiáng)的親水性,來(lái)提高雜化材料在聚合基上的分散性。聚芳醚腈(PEN)是一類(lèi)新型工程樹(shù)脂,具有優(yōu)異的阻燃性、耐高溫性和機(jī)械強(qiáng)度等性能,有望作為新型高分子結(jié)構(gòu)材料在軍工、航天、汽車(chē)及電子等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。為了獲得兼具良好的熱學(xué)性能和力學(xué)性能及較高的介電性能或者微波吸收性能,本論文采用價(jià)格低廉的雙酚A型聚芳醚腈為基體,通過(guò)對(duì)氧化石墨烯不同的修飾而制備出雜化材料氧化石墨烯@酞菁鐵和氧化石墨烯@四氧化三鐵/酞菁鐵,按照不同的比例加入到聚芳醚腈里從而制備出聚芳醚腈/氧化石墨烯@酞菁鐵和聚芳醚腈/氧化石墨烯/四氧化三鐵@酞菁鐵復(fù)合材料。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)首先,采用Hummers改良法制得氧化石墨烯,然后對(duì)它的表面進(jìn)行修飾,首先采取的是以2水合醋酸銅為銅源,以乙二醇為有機(jī)相,在一定的條件下利用溶劑熱法制得氧化石墨烯@酞菁銅雜化材料(GO@CuPc)。結(jié)果表明棒狀的酞菁銅均勻的分散在氧化石墨烯表面上,紫外測(cè)試和紅外測(cè)試表面了雜化材料的上酞菁銅和氧化石墨烯的存在。(2)以氧化石墨烯為載體,以六水合三氯化鐵為鐵源,乙二醇為有機(jī)相,制備出一種具有優(yōu)異微波吸收性能的氧化石墨烯@四氧化三鐵/酞菁鐵(GO@Fe3O4/FePc)雜化材料。實(shí)驗(yàn)證明,隨著雙鄰苯二甲腈(BPH)含量的增多,GO@Fe3O4/FePc雜化材料的微波吸收性能顯著增加,當(dāng)BPH的含量達(dá)到0.1 g時(shí),制備出的雜化材料的反射損耗值達(dá)到了-27.92 dB。(3)將兩種雜化材料按照不同的比例加入到雙酚A型聚芳醚腈中,采用流延成膜法利用其協(xié)同作用制備出性能優(yōu)異PEN/GO@CuPc和PEN/GO@Fe3O4/FePc兩種復(fù)合材料。當(dāng)GO@CuPc含量低于2%時(shí),復(fù)合材料的介電常數(shù)增加的幅度很小,而當(dāng)GO@CuPc的含量達(dá)到3%介電常數(shù)則出現(xiàn)大幅度的增加,當(dāng)它的含量達(dá)到5%時(shí),PEN/GO@CuPc復(fù)合材料在100 Hz時(shí),它的介電常數(shù)達(dá)到52 Hz.對(duì)于制備出的PEN/GO@Fe3O4/FePc復(fù)合材料,隨著GO@Fe3O4/FePc含量的增加它的飽和磁化強(qiáng)度增強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：氧化石墨烯 聚芳醚腈 復(fù)合材料 介電性能 電磁性能
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ127.11;TB332
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 氧化石墨烯復(fù)合材料概述11-15
• 1.1.1 氧化石墨烯11-12
• 1.1.2 氧化石墨烯基復(fù)合材料的發(fā)展12-13
• 1.1.3 氧化石墨烯/聚合物復(fù)合材料的發(fā)展13
• 1.1.4 氧化石墨烯/聚合物的制備方法13-14
• 1.1.5 GO基復(fù)合材料及GO/聚合物復(fù)合材料的發(fā)展前景14-15
• 1.2 無(wú)機(jī)納米物質(zhì)/聚芳醚腈復(fù)合材料的發(fā)展與研究15-16
• 1.3 本論文的提出的依據(jù)和主要內(nèi)容16-20
• 第二章 GO@CuPc雜化材料20-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)部分21-23
• 2.1.1 主要材料21
• 2.1.2 雙鄰苯二甲腈（BPH）的合成21-22
• 2.1.3 氧化石墨烯的制備22
• 2.1.4 氧化石墨烯@酞菁銅（GO@CuPc）復(fù)合材料的制備22-23
• 2.1.5 表征測(cè)試23
• 2.2 結(jié)果與討論23-25
• 2.2.1 GO@CuPc的結(jié)構(gòu)與形貌特征23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-27
• 第三章 GO@Fe_3O_4/FePc雜化材料27-40
• 3.1 主要原料28-30
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)部分28
• 3.1.2 GO@Fe_3O_4/FePc的合成28
• 3.1.3 表征測(cè)試28-30
• 3.2 不同BPH含量下的GO@Fe_3O_4/FePc探究的結(jié)果及討論30-38
• 3.2.1 結(jié)構(gòu)與形貌特征30-34
• 3.2.2 磁性能與電性能34-38
• 3.3 本章小結(jié)38-40
• 第四章 PEN/GO@CuPc和PEN/GO@Fe_3O_4/FePc復(fù)合材料的制備及研究40-57
• 4.1 實(shí)驗(yàn)部分40-42
• 4.1.1 主要材料40-41
• 4.1.2 GO@CuPc和GO@Fe_3O_4/FePc的制備41
• 4.1.3 PEN/GO@CuPc和PEN/GO@Fe_3O_4/FePc的制備41
• 4.1.4 表征測(cè)試41-42
• 4.2 PEN/GO@CuPc的結(jié)果及討論42-50
• 4.2.1 PEN/GO@CuPc的形貌42-44
• 4.2.2 GO@CuPc對(duì)PEN/GO@CuPc復(fù)合材料的性能的影響44-50
• 4.2.2.1 熱學(xué)性能44-45
• 4.2.2.2 力學(xué)性能45-46
• 4.2.2.3 介電性能46-48
• 4.2.2.4 流變性能48-50
• 4.3 PEN/GO@Fe_3O_4/FePc的結(jié)果及討論50-55
• 4.3.1 PEN/GO@Fe_3O_4/FePc的形貌50-51
• 4.3.2 GO@Fe_3O_4/FePc對(duì)PEN/GO@Fe_3O_4/FePc復(fù)合材料的性能的影響51-55
• 4.3.2.1 熱學(xué)性能51-52
• 4.3.2.2 力學(xué)性能52-53
• 4.3.2.3 流變性能53-54
• 4.3.2.4 磁性能54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 結(jié)束語(yǔ)57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-67
• 攻讀碩士期間的研究成果67-68

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