近幾年,形狀記憶材料備受航天航空、醫(yī)療、紡織、工程等行業(yè)的青睞,尤其是形狀記憶聚合物憑借其形狀記憶效果顯著、原材料充足、品種多等優(yōu)點,成為各行業(yè)研究的熱題。隨著對形狀記憶聚合物認識的日益深入,除了研究熱驅動這一傳統(tǒng)的驅動方式外,更需深入了解電驅動、光驅動、磁驅動等方式,而且進一步突破單向循環(huán),向雙向甚至多向循環(huán)形式進軍,來適應甚至推進行業(yè)的發(fā)展。本論文采用原位聚合法制備了石墨烯／形狀記憶聚氨酯復合材料、改性石墨烯／形狀記憶環(huán)氧樹脂復合材料以及聚氨酯/石墨烯／環(huán)氧樹脂形狀記憶復合材料,較為全面的探究了制備方案對其熱力學、形狀記憶性能的影響,并部分實現(xiàn)了電驅動、雙向形變效果,主要研究結果總結如下：（1）石墨烯／聚氨酯形狀記憶復合材料的SM-4.0S材料,其熱分解溫度比純聚氨酯高大約50。C,SM-4.0S的斷裂應力增至34.2Mpa,模量增至47.5Mpa,形狀記憶性能達94%以上,并實現(xiàn)電驅動,尤其是SM-8.0S的電導率高達8.53×10-3-3S/m,類三明治夾層結構SM0-4.0S/PU/SM0-8.0S復合材料在80V電驅動下,實現(xiàn)雙向形狀記憶恢復過程。（2）石墨烯／環(huán)氧樹脂形狀... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 結論
    1.1 形狀記憶材料簡介
    1.2 形狀記憶聚合物
        1.2.1 形狀記憶聚合物概況
        1.2.2 形狀記憶聚合物的形狀記憶機理
        1.2.3 形狀記憶聚合物國內外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 石墨烯
        1.3.1 石墨烯的結構及性質
        1.3.2 石墨烯的制備方法
        1.3.3 功能化石墨烯及其應用
    1.4 形狀記憶聚氨酯高分子材料
        1.4.1 形狀記憶聚氨酯的結構及形狀記憶機理
        1.4.2 形狀記憶聚氨酯及其改性方法
        1.4.3 形狀記憶聚氨酯及其復合材料的應用
    1.5 形狀記憶環(huán)氧樹脂
        1.5.1 環(huán)氧樹脂的結構及形狀記憶機理
        1.5.2 形狀記憶環(huán)氧樹脂的改性方法
        1.5.3 形狀記憶環(huán)氧樹脂及其復合材料的應用
    1.6 形狀記憶聚合物增韌改性研究
        1.6.2 形狀記憶聚氨酯/納米材料/環(huán)氧樹脂互穿網絡結構復合材料的研究現(xiàn)狀
    1.7 本課題研究背景及意義
2 石墨烯的制備及其性能研究
    2.1 實驗藥品及儀器
        2.1.1 實驗儀器
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 實驗具體步驟
        2.2.1 氧化還原法制備石墨烯rGO
        2.2.2 超聲剝離法制備石墨烯G
    2.3 產物的表征
        2.3.1 四探針電阻測試儀分析(Four-probe resistance tester)
        2.3.2 拉曼散射譜分析(Raman Spectroscopy,RS)
        2.3.3 X射線衍射分析(X-ray Power Diffraction,XRD)
        2.3.4 X射線光電子能譜分析(X-ray Power Diffraction,XPS)
        2.3.5 透射電鏡分析(Transmission Electron Microscope,TEM)
    2.4 結果與討論
        2.4.1 電導率分析
        2.4.2 XRD、RS與XPS分析
        2.4.3 TEM分析
    2.5 本章小結
3 石墨烯/形狀記憶聚氨酯(rGO/SMPU)復合材料的制備及其性能研究
    3.1 實驗試劑與儀器
        3.1.1 實驗試劑
        3.1.2 實驗儀器
    3.2 產物的表征
        3.2.1 紅外光譜分析(Infrared Spectroscopy,IR)
        3.2.2 熱重分析(Thermogravimetric Analysis,TG)
        3.2.3 差示熱量掃描分析(Differential Scanning Calorimeter,DSC)
        3.2.4 掃描電子電鏡分析(SEM)
        3.2.5 力學性能分析
        3.2.6 導電性分析
        3.2.7 形狀記憶性能分析
    3.3 實驗具體步驟
        3.3.1 形狀記憶聚氨酯(SMPU)的制備
        3.3.2 石墨烯/形狀記憶聚氨酯(rGO/SMPU)復合材料的制備
        3.3.3 類三明治夾層結構的石墨烯/聚氨酯復合材料的制備
    3.4 結果與討論
        3.4.1 紅外光譜分析
        3.4.2 熱穩(wěn)定性分析
        3.4.3 DSC分析
        3.4.4 SEM分析
        3.4.5 力學性能分析
        3.4.6 形狀記憶性能分析
    3.5 本章小結
4 石墨烯/形狀記憶環(huán)氧樹脂(rGO/SMEP)復合材料的制備及其性能研究
    4.1 實驗試劑與儀器
        4.1.1 實驗試劑
        4.1.2 實驗儀器
    4.2 實驗具體步驟
        4.2.1 不氧樹脂固化
        4.2.2 改性石墨稀(FG)的制備
        4.2.3 石墨烯/環(huán)氧樹脂復合材料(rGO/SMEP)的制備
        4.2.4 改性石墨烯/環(huán)氧樹脂復合材料(FG/SMEP)的制備
    4.3 結果與討論
        4.3.1 機理分析
        4.3.2 紅外光譜分析
        4.3.3 DSC分析
        4.3.4 力學性能分析
        4.3.5 形狀記憶性能分析
    4.4 本章小結
5 聚氨酯/石墨烯/環(huán)氧樹脂互穿網絡結構復合材料的制備及其性能研究
    5.1 實驗試劑與儀器
        5.1.1 實驗試劑
        5.1.2 實驗儀器
    5.2 實驗過程與具體步驟
        5.2.1 聚氨酯/環(huán)氧樹脂(IPN)體系的制備
        5.2.2 聚氨酯/石墨烯/環(huán)氧樹脂(G-IPN)體系的制備(物理共混法)
        5.2.3 聚氨酯/KH-550改性石墨烯/環(huán)氧樹脂(FG-IPN)體系的制備(原位聚合法)
    5.3 結果與討論
    5.4 本章小結
6 結論
參考文獻
攻讀碩土期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號：3385278