為提高熱塑性聚氨酯（TPU）的阻隔及抗靜電性能,首先,向功能化改性還原氧化石墨烯（FRGO）中加入原始碳納米管（CNTs）,并通過非共價改性制得在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中均勻分散的雜化粒子FRGOCNTs;然后,在涂膜機(jī)上通過溶液涂覆法制備了FRGO-CNTs/TPU復(fù)合材料膜;最后,利用FTIR、XRD、XPS、FE-SEM、TG、氧氣透過儀、高阻計及萬能試驗機(jī)對FRGO-CNTs/TPU復(fù)合材料膜的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:FRGO與CNTs之間通過π-π共軛作用發(fā)揮協(xié)同效應(yīng),并且所制備的FRGO-CNTs與TPU基體的相容性較好;當(dāng)FRGO-CNTs含量（以TPU為基準(zhǔn)）為2.0wt%時,復(fù)合材料膜的熱分解溫度提高了49℃,氧氣透過率下降了53.7%;大比表面積的FRGO與高長徑比的CNTs能在TPU基體中構(gòu)建導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò);當(dāng)FRGO-CNTs含量僅為0.8wt%時,FRGO-CNTs/TPU復(fù)合材料膜的體積電阻率就能下降7個數(shù)量級。與此同時,隨FRGO-CNTs含量的增加,復(fù)合材料膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率均先上升而后下降。 

【文章來源】：復(fù)合材料學(xué)報. 2016,33(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖１ＲＧＯ及ＦＲＧＯ的ＦＴＩＲ譜圖Ｆｉｇ．１ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆＲＧＯａｎｄＦＲＧＯ

圖５ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量對ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ／ＴＰＵ復(fù)合材料膜斷面形貌的影響Ｆｉｇ．５ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＦＲＧＯ－ＣＮＴｓｃｏｎｔｅｎｔｏｎｆｒａｃｔｕｒｅｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ／ＴＰＵｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｌｍｓ圖６ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量對ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ／ＴＰＵ復(fù)合材料膜ＴＧ曲線的影響Ｆｉｇ．６ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＦＲＧＯ－ＣＮＴｓｃｏｎｔｅｎｔｏｎＴＧｃｕｒｖｅｓｏｆＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ／ＴＰＵｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｌｍｓＣＮＴｓ／ＴＰＵ復(fù)合材料膜ＴＧ曲線的影響。可見，當(dāng)ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量為０時，純ＴＰＵ膜的熱分解溫度為３０３℃，并在４８３℃時其質(zhì)量損失達(dá)到最大。隨著ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量的增加，ＴＰＵ復(fù)合材料膜的熱分解溫度逐漸提高；當(dāng)ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量為１．５ｗｔ％時，熱分解溫度為３４８℃，與純ＴＰＵ膜相比提高了４５℃，復(fù)合材料膜的熱穩(wěn)定性明顯提高。當(dāng)ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量為２．０ｗｔ％時，復(fù)合材料膜的熱分解溫度達(dá)到最高值３５２℃。其原因可能為一方面ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ自身的芳香共軛結(jié)構(gòu)使得其能捕捉及耦合ＴＰＵ高溫分解時產(chǎn)生的自由基，從而有效阻礙了ＴＰＵ分子鏈的進(jìn)一步分解［１５］；另一方面，ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ在ＴＰＵ基體中的均勻分散及納米粒子－基體間的強(qiáng)界面相互作用也會對改善ＴＰＵ熱穩(wěn)定性起到重要作用［１６］。此外，ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ／·４９０·復(fù)合材料學(xué)報

相分離［１７］，從而可以提高復(fù)合材料膜的阻隔性能。當(dāng)ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量為１．５ｗｔ％時，其氧氣透過率為２６６ｃｍ３／（ｍ２·ｄ·Ｐａ），相比純ＴＰＵ膜下降了４７．１％，可見復(fù)合材料膜的阻隔性能得到了明顯提高。若繼續(xù)增加ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量，復(fù)合材料膜氧氣透過率的下降趨勢變緩，并且當(dāng)ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量為２．０ｗｔ％時，氧氣透過率達(dá)到最小值２５６ｃｍ３／（ｍ２·ｄ·Ｐａ），相比純ＴＰＵ膜下降了５３．７％。圖７ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量對ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ／ＴＰＵ復(fù)合材料膜氧氣透過率的影響Ｆｉｇ．７ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＦＲＧＯ－ＣＮＴｓｃｏｎｔｅｎｔｏｎｏｘｙｇｅｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅｓｏｆＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ／ＴＰＵｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｌｍｓ２．７電性能圖８為ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量對ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ／ＴＰＵ復(fù)合材料膜體積電阻率的影響�？梢姡�(dāng)ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量小于０．７ｗｔ％時，隨ＦＲＧＯ－圖８ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量對ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ／ＴＰＵ復(fù)合材料膜體積電阻率的影響Ｆｉｇ．８ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＦＲＧＯ－ＣＮＴｓｃｏｎｔｅｎｔｏｎｖｏｌｕｍｅｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ／ＴＰＵｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｉｌｍｓＣＮＴｓ含量增加，復(fù)合材料膜的體積電阻率下降不明顯，變化幅度都在１個數(shù)量級之內(nèi)；而當(dāng)ＦＲＧＯ－ＣＮＴｓ含量為０．８ｗｔ％時，復(fù)合材料膜的體積電阻率為５×１０５Ω·ｃｍ，相對于純ＴＰＵ膜下降了７個數(shù)量級；繼續(xù)提高


本文編號：3433726