聚氨酯材料是目前應(yīng)用非常廣泛的一種高分子材料,具有低溫柔順性好、抗沖擊性高、粘結(jié)性好等優(yōu)點(diǎn),但聚氨酯存在不耐高溫,耐溶劑性差等缺點(diǎn)。為了對(duì)其進(jìn)行改性,添加納米材料是一種有效的解決方法。石墨烯是一種優(yōu)異的納米材料,具有許多優(yōu)異的物理化學(xué)性能,如高比面積、極佳的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能等。然而石墨烯因?yàn)槠渥陨淼幕瘜W(xué)惰性,容易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象,不易溶于常用的有機(jī)溶劑,因此在高分子聚合物基體中的應(yīng)用存在很多瓶頸問題。本論文以改善石墨烯在聚氨酯中的分散性和界面相容性,以及提高聚氨酯材料的耐熱性能和力學(xué)性能為目標(biāo),對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行非共價(jià)鍵和共價(jià)鍵功能化改性,制備了不同的功能化石墨烯,然后以不同的添加方式與聚氨酯混合形成一種共混材料,并對(duì)其結(jié)構(gòu)、形態(tài)和性能進(jìn)行了研究和分析。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）通過改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨烯（GO）,通過離子液體[BMIm]Tf₂N對(duì)GO進(jìn)行非共價(jià)鍵改性,制備非共價(jià)鍵功能化的氧化石墨烯（IL-GO）;再通過水合肼對(duì)其進(jìn)行還原,制備非共價(jià)鍵功能化的石墨烯（IL-RGO）。采用FT-IR、XRD、SEM和TG對(duì)IL-GO和IL-RGO的結(jié)構(gòu)進(jìn)... 

【文章來源】：江蘇理工學(xué)院江蘇省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯構(gòu)建零維巴基球、一維碳納米管和三維石墨的示意圖[6]

江蘇理工學(xué)院碩士學(xué)位論文2能，在電子、聚合物、汽車和生物制藥等[12-15]行業(yè)的各種應(yīng)用中具有巨大的潛力。圖1-1石墨烯構(gòu)建零維巴基球、一維碳納米管和三維石墨的示意圖[6]氧化石墨烯（GO）是一種很典型的二維含氧官能團(tuán)的石墨烯衍生物[16]。與石墨烯相比，氧化石墨烯表面活性更大。氧化石墨烯是一種單一原子層的材料，能夠隨時(shí)在平面方向擴(kuò)大幾十微米的距離，所以它的結(jié)構(gòu)要比一般典型材料的結(jié)構(gòu)要大得多，氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)圖如圖1-2所示。氧化石墨烯是經(jīng)過石墨烯氧化后得到，會(huì)在石墨烯的基礎(chǔ)上呈現(xiàn)出一些其他特性，所以可以將其看做是一種非傳統(tǒng)型態(tài)的材料，它具有石墨烯的一些性質(zhì)同時(shí)也擁有兩性分子的一些特性[17]。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，從氧化石墨烯薄片的邊緣到中央處表現(xiàn)出親水至疏水的性質(zhì)分布規(guī)則，這表明氧化石墨烯在水中具有良好的分散性且具有兩親性，可以將其視為親水性物質(zhì)。圖1-2氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)圖[16]

江蘇理工學(xué)院碩士學(xué)位論文4的差距。圖1-3氧化石墨還原過程示意圖[23]1.3石墨烯和氧化石墨烯的表面修飾盡管石墨烯和氧化石墨烯的優(yōu)秀性能使得其潛力較大，但其本身在反應(yīng)過程中具有惰性，并且范德華力相互作用導(dǎo)致產(chǎn)生聚集現(xiàn)象，使其難溶于水及常用的有機(jī)溶劑，更難與其他有機(jī)或無機(jī)材料均勻的復(fù)合，這是石墨烯作為填料在復(fù)合材料中應(yīng)用的最大障礙[26]。如何提高石墨烯和氧化石墨烯在溶劑和高分子基體中的分散性成為了研究的熱點(diǎn)之一。目前采取的主要方法是對(duì)石墨烯表面進(jìn)行有效可控的功能化處理。石墨烯的功能化可改善石墨烯在有機(jī)溶劑中的分散性，使其在聚合物基質(zhì)中能夠穩(wěn)定分散，制備出性能優(yōu)異的聚合物碳納米復(fù)合材料。將石墨烯進(jìn)行功能化的處理主要有兩種方式，從其結(jié)構(gòu)上進(jìn)行研究分為共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵兩種方法。1.3.1非共價(jià)鍵修飾通過對(duì)石墨烯內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析，了解石墨烯非共價(jià)鍵功能化的實(shí)現(xiàn)方式。通過石墨烯片層分子和功能化分子之間的相互作用力，制備出具有特定功能的石墨烯基復(fù)合材料[27]。分子間的相互作用力，能夠幫助其形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系。在范德華力和分子之間的靜電力的作用之下，利用現(xiàn)代的物理技術(shù)或者是采取聚合物的包覆技術(shù)實(shí)現(xiàn)石墨烯的表面功能化。非共價(jià)鍵的功能化處理的方法是在不破壞原有功能鍵的基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)對(duì)于石墨烯的功能化修飾。根據(jù)作用鍵的不同，主要分為π-π鍵作用、離子鍵作用和氫鍵作用三種類型。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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[6]離子液體改性膨脹石墨制備石墨烯/硅橡膠復(fù)合材料[D]. 張海蛟.華東理工大學(xué) 2014
[7]石墨烯表面非共價(jià)修飾及其聚合物復(fù)合材料制備與性能[D]. 王磊.浙江工業(yè)大學(xué) 2013
[8]環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯乳液的制備與研究[D]. 詹彪.燕山大學(xué) 2012
[9]聚碳酸酯二醇/蓖麻油聚氨酯彈性體的制備與性能[D]. 白延光.青島科技大學(xué) 2012
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