目前石墨烯產(chǎn)業(yè)最大的瓶頸在于沒有形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈,沒有一種能夠?qū)⑹┕I(yè)化應(yīng)用的產(chǎn)品。由于石墨烯具有高強度、高導(dǎo)電性以及超大的比表面積等特殊性能,因此在航空航天、鋰離子電池、超級電容器等多領(lǐng)域有潛在應(yīng)用。但由于這些產(chǎn)品生產(chǎn)成本過高,所以一直都處于研究階段。從目前的研究可發(fā)現(xiàn),最能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化是將石墨烯加入到聚合物中,可以大幅度增強產(chǎn)品的性能,如強度、韌度、導(dǎo)電性及傳熱性等性能,目前也是石墨烯最大的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域。本論文分別通過采用含磷、含氮、磷-氮基團化合物對氧化石墨烯（GO）進(jìn)行功能化（FGO）,然后再將其分別加入阻燃復(fù)合材料中,制備出FGO/阻燃復(fù)合材料,并分別對FGO的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征,以及復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱性能和阻燃性能進(jìn)行研究。首先通過Hummer方法制備了氧化石墨烯（GO）,然后分別采用次磷酸、三乙烯四胺、P-N新型化合物對GO進(jìn)行改性研究,分別采用FTIR、UV、XRD、TG、SEM、TEM對P-FGO、N-FGO、PN-FGO結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征,可以制備出不同層間距的FGO,并將其加入到環(huán)氧樹脂中,分別通過TGA和SEM對FGO/EP復(fù)合材料的熱性能和分散性進(jìn)行... 

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 石墨烯概述
    1.2 石墨烯研究現(xiàn)狀
    1.3 氧化石墨烯制備方法
        1.3.1 Hummers法
        1.3.2 Brodie法
        1.3.3 Staudenmaier法
    1.4 石墨烯制備方法
        1.4.1 機械剝離法
        1.4.2 化學(xué)剝離法
        1.4.3 外延生長法
        1.4.4 化學(xué)氣相沉積法
        1.4.5 有機合成法
        1.4.6 電弧法
    1.5 環(huán)氧樹脂概述
        1.5.1 環(huán)氧樹脂的發(fā)展歷史
        1.5.2 環(huán)氧樹脂固化物性能特點
        1.5.3 環(huán)氧樹脂的應(yīng)用
    1.6 阻燃機理
        1.6.1 無機阻燃劑阻燃機理
        1.6.2 鹵系阻燃劑阻燃機理
        1.6.3 氮系阻燃劑阻燃機理
        1.6.4 磷系阻燃劑阻燃機理
        1.6.5 磷-氮膨脹型阻燃劑阻燃機理
    1.7 阻燃劑在復(fù)合材料中的研究進(jìn)展
        1.7.1 無機阻燃劑研究現(xiàn)狀
        1.7.2 鹵系阻燃劑研究現(xiàn)狀
        1.7.3 氮系阻燃劑研究現(xiàn)狀
        1.7.4 有機磷系阻燃劑研究現(xiàn)狀
        1.7.5 磷-氮膨脹型阻燃劑研究現(xiàn)狀
    1.8 功能化石墨烯復(fù)合材料研究進(jìn)展
        1.8.1 石墨烯/環(huán)氧樹脂阻燃復(fù)合材料
        1.8.2 功能化石墨烯/環(huán)氧樹脂阻燃復(fù)合材料
        1.8.3 功能化石墨烯增強環(huán)氧樹脂
        1.8.4 氧化石墨烯/環(huán)氧樹脂增強復(fù)合材料
        1.8.5 功能化氧化石墨烯/環(huán)氧樹脂增強復(fù)合材料
    1.9 本課題研究背景和研究內(nèi)容
第2章 P摻雜氧化石墨烯及復(fù)合材料性能的研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料
        2.2.2 測試與表征
        2.2.3 氧化石墨烯(GO)的制備
        2.2.4 P-FGO的制備
        2.2.5 復(fù)合材料的制備
    2.3 實驗結(jié)果分析
        2.3.1 C、GO和P-FGO紅外分析
        2.3.2 GO及P-FGO紫外和XRD表征
        2.3.3 GO和P-FGO熱分析
        2.3.4 GO及P-FGO形貌表征
        2.3.5 復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性
        2.3.6 復(fù)合材料的阻燃性能
        2.3.7 復(fù)合材料燃燒形貌
        2.3.8 復(fù)合材料的力學(xué)性能
        2.3.9 復(fù)合材料沖擊斷面形貌
    2.4 本章小結(jié)
第3章 N摻雜氧化石墨烯及復(fù)合材料性能的研究
    3.1 引言
    3.2 N-FGO的制備
    3.3 環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備
    3.4 結(jié)果與表征
        3.4.1 GO及N-FGO紅外表征
        3.4.2 GO和N-FGO的能譜表征(EDS)
        3.4.3 GO和N-FGO的紫外分析
        3.4.4 GO和N-FGO的XRD表征
        3.4.5 GO和N-FGO形貌表征
        3.4.6 GO和N-FGO熱穩(wěn)定性分析
        3.4.7 GO/EP和N-FGO/EP復(fù)合材料力學(xué)性能
        3.4.8 GO/EP和N-FGO/EP復(fù)合材料熱穩(wěn)定性能
        3.4.9 GO/EP和N-FGO/EP復(fù)合材料沖擊斷層形貌
    3.5 本章小結(jié)
第4章 P-N共摻氧化石墨烯及復(fù)合材料性能研究
    4.1 引言
    4.2 AAEDP制備過程
    4.3 AAEDP合成方法
        4.3.1 中間體(AEDP)的合成
        4.3.2 阻燃劑AAEDP合成
        4.3.3 PN-FGO制備方法
        4.3.4 復(fù)合材料的制備工藝流程
        4.3.5 AAEDP/E-51 復(fù)合材料制備過程
        4.3.6 FGO/AAEDP/EP復(fù)合材料制備過程
    4.4 結(jié)果與表征
        4.4.1 AEDP和AADEP的紅外光譜
        4.4.2 AEDP和AAEDP的核磁(NMR)表征
        4.4.3 AAEDP元素分析
        4.4.4 AAEDP的質(zhì)譜表征
        4.4.5 AAEDP的熱性能表征
    4.5 AAEDP /EP阻燃體系性能研究
        4.5.1 AAEDP /EP阻燃體系熱性能研究
        4.5.2 AAEDP/EP阻燃性能
        4.5.3 AAEDP/EP阻燃體系掃描電鏡（SEM）分析
        4.5.4 AAEDP/EP力學(xué)性能研究
    4.6 PN-FGO的結(jié)構(gòu)表征及分析
        4.6.1 PN-FGO紅外光譜
        4.6.2 GO和PN-FGO熱性能表征
        4.6.3 C、GO和PN-FGO的XRD表征
        4.6.4 PN-FGO對 10%AAEDP/EP力學(xué)性能影響
        4.6.5 PN-FGO/10%AAEDP/EP復(fù)合材料斷層表征
        4.6.6 0.3%PN-FGO/10%AAEDP/EP-51 復(fù)合材料熱性能表征
    4.7 本章小結(jié)
第5章P摻雜氧化石墨烯及復(fù)合材料結(jié)晶行為的研究
    5.1 引言
    5.2 實驗方法
        5.2.1 結(jié)晶度計算
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 P-FGO對復(fù)合材料結(jié)晶性能影響
        5.3.2 P-FGO/ PP復(fù)合材料結(jié)晶行為
        5.3.3 P-FGO/ PP復(fù)合材料熔融行為
        5.3.4 P-FGO對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章P摻雜氧化石墨烯及對阻燃聚乙烯復(fù)合材料性能的研究
    6.1 引言
    6.2 阻燃劑PDEPDM制備過程:
    6.3 阻燃劑PDEPDM合成過程
        6.3.1 中間體(PDPPE)和(PDCEPE)的合成
        6.3.2 PDEPDM合成
        6.3.3PDEPDM/PE的制備過程
    6.4 結(jié)果與表征
        6.4.1 PDPPE, PDCEPE和PDEPDM的紅外光譜
        6.4.2 PDPPE, PDCEPE和PDEPDM的核磁(NMR)表征
        6.4.3 PDEPDM的質(zhì)譜表征
        6.4.4 PDEPDM的熱性能表征
        6.4.5 PDEPDM/PE復(fù)合材料阻燃性能
        6.4.6 PDEPDM/PE復(fù)合材料燃燒形貌
        6.4.7 PDEPDM/PE力學(xué)性能
        6.4.8 P-FGO對復(fù)合材料力學(xué)和阻燃性能影響
        6.4.9 P-FGO/32%PDEPDM/PE復(fù)合材料熱性能
    6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3680682