碳基納米材料,如炭黑,富勒烯,納米金剛石,碳納米管和石墨烯等,憑借優(yōu)異的物理和化學特性受到了廣泛研究關注。碳納米點(CDs)作為一類新興的碳基納米材料,其合成工藝簡單產率高,合成原料來源廣泛可再生,產物低毒甚至無毒,且具有優(yōu)異的生物相容性。同時,CDs結構及表面官能化極易調控,豐富的表面活性官能團不僅賦予其優(yōu)異的水溶性,在聚合物/CDs復合材料的界面設計及構筑方面具有其他碳基納米材料無法比擬的先天優(yōu)勢。但目前關于聚合物/CDs復合材料的研究主要集中于固態(tài)熒光聚合物復合材料的制備和性能表征,有關CDs在二烯烴橡膠復合材料的應用研究尚未見報道。基于上述背景,本論文主要圍繞CDs在橡膠復合材料的增強和功能化應用這一主題開展研究,主要內容如下:(1)采用檸檬酸為碳源,乙二胺作表面鈍化劑,通過簡單溫和的一步微波輔助法制備有機胺鈍化碳納米點(EDA-CDs)。結果表明,EDA-CDs為類球狀顆粒,粒徑均勻且分布窄;其結構主要由內部碳核和表面官能團暈層組成,經乙二胺鈍化后,EDA-CDs顆粒表面含有大量的氨基官能團,如酰胺和伯胺等,而內部碳核結構也摻雜氮元素。此外,所制備EDA-CDs還具有優(yōu)異的自...

【文章頁數】：166 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 碳納米點的合成方法
        1.2.1 電化學法
        1.2.2 燃燒/高溫/水熱/酸蝕氧化法
        1.2.3 模板合成法
        1.2.4 微波/超聲輔助合成法
        1.2.5 電弧放電合成法
        1.2.6 激光燒蝕法
        1.2.7 等離子處理法
    1.3 碳納米點的性能
        1.3.1 光吸收特性
        1.3.2 光致發(fā)光特性
        1.3.3 化學發(fā)光和電化學發(fā)光特性
        1.3.4 形態(tài)和表面性質
        1.3.5 光穩(wěn)定性
        1.3.6 細胞毒性
        1.3.7 自由基清除和抗氧化活性
    1.4 碳納米點的應用
        1.4.1 熒光探針
        1.4.2 生物成像
        1.4.3 聚合物復合材料
    1.5 本研究的目的與主要內容
        1.5.1 本研究的目的與意義
        1.5.2 本研究的主要內容
        1.5.3 本研究的創(chuàng)新之處
第二章 表面鈍化碳納米點的自由基清除和抗氧化活性研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料
        2.2.2 表面鈍化碳納米點的制備
        2.2.3 測試與表征
    2.3 結果與討論
        2.3.1 表面鈍化碳納米點的形貌及結構表征
        2.3.2 表面鈍化碳納米點的自由基清除及抗氧化活性
    2.4 本章小結
第三章 有機胺鈍化碳納米點在二烯烴橡膠抗熱氧老化中的應用研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 有機胺鈍化碳納米點的制備
        3.2.3 橡膠/有機胺鈍化碳納米點復合材料的制備
        3.2.4 測試與表征
    3.3 結果與討論
        3.3.1 丁苯橡膠/有機胺鈍化碳納米點復合材料的硫化特性
        3.3.2 丁苯橡膠/有機胺鈍化碳納米點復合材料的力學性能
        3.3.3 丁苯橡膠/有機胺鈍化碳納米點復合材料的抗熱氧老化性能
        3.3.4 有機胺鈍化碳納米點的結構對橡膠復合材料抗熱氧老化性能的影響
    3.4 本章小結
第四章 碳納米點負載埃洛石納米管在二烯烴橡膠抗熱氧老化中的應用研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料
        4.2.2 表面鈍化碳納米點填灌埃洛石納米管的制備
        4.2.3 表面鈍化碳納米點填灌埃洛石納米管的表面硅烷化改性
        4.2.4 丁苯橡膠復合材料的制備
        4.2.5 測試與表征
    4.3 結果與討論
        4.3.1 表面鈍化碳納米點填灌埃洛石納米管的表征
        4.3.2 丁苯橡膠/埃洛石納米管復合材料的抗熱氧老化性能
    4.4 本章小結
第五章 橡膠/碳納米點復合材料：多重可犧牲界面單元的構筑及其增強機理研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗原料
        5.2.2 表面鈍化碳納米點的制備
        5.2.3 馬來酸酐接枝聚戊二烯橡膠及其復合材料的制備
        5.2.4 測試與表征
    5.3 結果與討論
        5.3.1 聚異戊二烯/碳納米點復合材料中多重可犧牲單元的構筑
        5.3.2 聚異戊二烯/碳納米點復合材料中界面多重氫鍵的動態(tài)特性表征
        5.3.3 聚異戊二烯/碳納米點復合材料中力學性能
        5.3.4 聚異戊二烯/碳納米點復合材料的應變誘導結晶行為
        5.3.5 聚異戊二烯/碳納米點復合材料中界面共價橋接鏈段的關鍵作用
    5.4 本章小結
第六章 橡膠/碳納米點復合材料：逾滲界面網絡的構筑及其增強機理研究
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 實驗原料
        6.2.2 環(huán)氧化天然橡膠復合材料的制備
        6.2.3 測試與表征
    6.3 結果與討論
        6.3.1 表面鈍化碳納米點與鐵離子間的相互作用研究
        6.3.2 界面金屬配位相互作用對復合材料力學性能的影響
        6.3.3 富金屬界面分子層的演變研究及其對復合材料分子松弛特性的影響
    6.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的研究成果
致謝
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本文編號：3755458