本文關(guān)鍵詞：兩種典型功能化石墨烯和高分子復(fù)合材料的制備及性能研究

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【摘要】：針對目前在納米碳材料領(lǐng)域最受歡迎的二維新材料石墨烯在電學(xué),熱學(xué),光學(xué)和力學(xué)等方面具有優(yōu)良的性質(zhì),將不同的功能化石墨烯和高分子材料充分混合均勻,制備不同種類的復(fù)合材料,并且對其各種性能進(jìn)行研究,探索不同比例復(fù)合材料的性能趨勢,為功能化石墨烯和高分子材料復(fù)合材料的制備和性能探索開拓了新的思路。(1)利用改進(jìn)的Hummers兩步法制備出了大片層的含有較多含氧基團(tuán)的氧化石墨烯,使用操作簡單的流延法來制備氧化石墨烯/聚乙烯醇復(fù)合薄膜材料,探索加入大比例的氧化石墨烯時材料的機(jī)械性能變化趨勢,得到了最優(yōu)的復(fù)合比例為30%;此時抗拉強(qiáng)度和彈性模量能達(dá)到305MPa±18MPa和13.5±1.2GPa;并且通過一系列測試表征手段來研究復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),研究復(fù)合材料的熱穩(wěn)定和導(dǎo)電性等,探索復(fù)合材料在其他領(lǐng)域的應(yīng)用。(2)在氧化石墨烯上面通過部分還原和磺化過程,連接上苯磺酸基團(tuán),得到磺化石墨烯,這種磺化石墨烯因?yàn)榛撬岣鶊F(tuán)的存在,使得與很多高分子材料復(fù)合也能得到機(jī)械性能性能很強(qiáng)的材料;將磺化石墨烯和聚乙烯醇復(fù)合,得到了抗拉強(qiáng)度和彈性模量分別達(dá)到252±25MPa和8.5±1.8GPa,并且這里得到的復(fù)合材料具有很強(qiáng)的彈性,能夠在被拉伸幾倍之后恢復(fù)原來形貌。本文不僅提供了一種功能化石墨烯的制備方法,也探索了和聚乙烯醇復(fù)合之后材料的各種性能,包括機(jī)械性能,熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性,探索該復(fù)合材料的多種應(yīng)用前景。(3)本文介紹了利用減壓抽濾的方法得到氧化石墨烯薄膜,再將聚醚胺和氧化石墨烯在90℃下快速交聯(lián),形成一種橋構(gòu)象的復(fù)合薄膜材料;預(yù)測并利用了一系列測試手段證明了這種共價鍵的存在;測試了復(fù)合前后的材料的機(jī)械性能,因?yàn)檫@種共價鍵的作用,抗拉強(qiáng)度從76.79MPa上升到127.31MPa,提升了65.79%,彈性模量從14.69GPa到20.34GPa,提升了38.46%,并且我們也研究了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特征和性能特點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB332

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本文編號：1299785