采用自主設(shè)計(jì)的水輔混煉擠出設(shè)備,制備3種氧化石墨烯（GO）含量（0.1%、0.3%、0.5%,質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同）的聚苯乙烯（PS）/GO納米復(fù)合材料,觀察樣品的微觀結(jié)構(gòu),測(cè)試其流變性能和熱性能。結(jié)果表明,GO被較好剝離且呈網(wǎng)狀較均勻地分散在PS基體中,這主要?dú)w因于螺桿混煉流場(chǎng)不斷細(xì)化PS熔體中的GO懸浮液以及水對(duì)熔體的塑化和溶脹效應(yīng)促進(jìn)PS分子鏈插層進(jìn)入GO片層之間的共同作用;低頻區(qū)PS/GO樣品的儲(chǔ)能模量、復(fù)數(shù)黏度和松弛時(shí)間均比純PS樣品的高,這是因?yàn)檩^均勻分散的網(wǎng)狀GO片與PS之間形成較強(qiáng)的分子間作用力,降低了PS分子鏈的活動(dòng)性;PS/GO樣品的熱穩(wěn)定性比純PS樣品的高,這歸因于GO片在PS基體中呈網(wǎng)狀分布和GO表面存在π鍵。 

【文章來源】：中國塑料. 2016,30(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖２水輔助混煉擠出設(shè)備示意圖??Ｆｉｇ．?２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｓ?ｏｆ?ｗａｔｅｒ－ａｓｓｉｓｔｅｄ?ｍｉｘｉｎｇ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ｕｓｅｄ?ｉｎ?ｔｈｉｓ?ｗｏｒｋ??

？?８０?？?水輔混煉擠出聚苯乙烯／氧化石墨烯納米復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)及流變與熱性能??生剝離而形成的單層或多層氧化石墨，呈現(xiàn)典型的準(zhǔn)?原料．采用原位聚合法制備ＰＳ／ＧＯ納米復(fù)合材料，如??二維片層結(jié)構(gòu)，具有相當(dāng)大的比表面積，片層表面富含?采用水輔助混煉擠出方法，有望省去對(duì)ＧＯ復(fù)雜的預(yù)??各種含氧基團(tuán)［３］。圖１為Ｇ（）片結(jié)構(gòu)模型示意圖ｗ。?處理過程，更加環(huán)保，且便于工業(yè)生產(chǎn)。最近，Ｍｉｕａｌ??ＧＯ表面上的羥基、環(huán)氧基和羧基等含氧基團(tuán)賦予其較?等「１７］采用熔體混煉法，制備聚合物（包括高密度聚乙??好的親水性，使其能在水中良好地分散［５］。同時(shí)，Ｇ（）?烯、線形低密度聚乙烯、聚丙烯、ＰＳ和聚碳酸酯）／熱還??具有高的表面活性和潤濕性能，易被小分子或聚合物?原石墨烯（ＴＲＧ）納米復(fù)合材料。結(jié)果表明，ＴＲＧ在??剝離。因此，ＧＯ可很好地改善材料的物理性能４。然?ＰＳ和聚碳酸酯基體中的剝離敦果較差。??而，石墨烯的高成本、難分散及其與聚合物界面的弱結(jié)?綜上，本文采用本課題組自行構(gòu)建的水輔助混煉??合制約了其在聚合物中的應(yīng)用「７］。結(jié)合聚合物的特?擠出設(shè)備制備ＰＳ／ＧＯ納米復(fù)合材料，觀察其微觀結(jié)??點(diǎn)，研究者提出了對(duì)石墨烯或ＧＯ進(jìn)行共價(jià)鍵或非共?構(gòu)，測(cè)試其流變性能和熱穩(wěn)定性？并基于水促進(jìn)ＧＯ剝??價(jià)鍵改性，獲得不同表面性質(zhì)的功能石墨烯材料，然后?離與分散的機(jī)理對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。??與聚合物進(jìn)行復(fù)合，制備強(qiáng)度高、耐磨性能好和導(dǎo)熱性?ｉ??能高的聚合物／石墨烯（或ＧＯ）復(fù)合材料？。?７７??１．１主要原料??〇Ｈ?ＰＳ，ＰＧ?３３，熔體流動(dòng)速率為?７．?９?ｇ／１０?ｍｉｎ（２００?Ｃ，??０?５?ｋｇ），鎮(zhèn)江奇美化工有限公司；

層進(jìn)人ＧＯ片層之間，并在整?頻率的增加而逐漸與純ＰＳ樣品的接近，這是因?yàn)椋牵ǎ??個(gè)混煉過程中保持ＧＯ處于被剝離的狀態(tài)而不會(huì)重新?的加入量低，且隨頻率即樣品所受剪切應(yīng)力的提高，??團(tuán)聚。第四，機(jī)筒排氣口下培體壓力的迅速降低使ＧＯ?ＧＯ的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞。??片層之間的水分子迅速汽化，促使ＧＯ片層進(jìn)一步被?ＣｏｌｅＣｏｌｅ曲線［即７＊的虛部部分（彳〃）與實(shí)部部分??剝離并分散到基體中。水輔混煉擠出過程中ＧＯ在ＰＳ?（ｔ／）之間的關(guān)系曲線］可用于描述聚合物材料的黏彈性??溶體中的剝離過程如圖４所示。?能和松弛行為，用于研究聚合物共混物的相分離現(xiàn)象，??也有研究者用于分析聚合物基納米復(fù)合材料的微觀結(jié)??懸ｆ液?柚真空?構(gòu)［１７’２＜＞２１］。曲線如呈光滑半圓弧狀，則納米復(fù)合材料??眷溫度和壓力逐漸增加?Ｘ?為均相體系；如偏離該形狀，則復(fù)合材料中納米粒子呈??ｉ?Ｉ?＊?Ｋ?不均勻分散。圖６為根據(jù)圖５（ｂ）的數(shù)據(jù)繪制的純ＰＳ??Ｗ丨兩＾擠出機(jī)?和ＰＳ／ＧＯ納米復(fù)合材料樣品的Ｃｏｌｅ－Ｃｏｌｅ曲線。如所??納米材料?預(yù)料，純ＰＳ樣品的Ｃｏｌｅ＾Ｃｏｌｅ曲線呈光滑半圓弧狀。??￣＾?ＰＳ／ＧＯ樣品的ＣｏｌｅＣｏｌｅ曲線仍保持光滑半圓弧狀，??圖４水輔助混煉擠出過程中ＧＯ在ＰＳ熔體中的剝離示意圖?與純ＰＳ樣品的相比？只是圓弧的半徑變大，這表明Ｇ（）??Ｆｉｇ．?４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｓ?ｏｆ?Ｇ（）?ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ?ｉｎ?ＰＳ?ｍｅｌｔ?在ＰＳ基體中分散較為均勾（這與上述ＴＥＭ觀察的結(jié)??ｄｕｒｉｎｇ?ｗａｔｅｒ－ａｓｓｉｓｔｅｄ?ｍｉｘｉｎｇ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?果吻合），只是?Ｇ（）使?ＰＳ?的松弛時(shí)間變長。?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向應(yīng)用的石墨烯制備研究進(jìn)展[J]. 何大方,吳健,劉戰(zhàn)劍,沈麗明,汪懷遠(yuǎn),暴寧鐘.  化工學(xué)報(bào). 2015(08)
[2]聚丙烯基高含量埃洛石納米管復(fù)合材料的制備和性能[J]. 鄧成業(yè),黃漢雄.  化工學(xué)報(bào). 2013(10)



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