自2004年單層石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來,因其具有獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)和優(yōu)異性能成為化學(xué)、物理等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。石墨烯及石墨烯/聚合物納米材料具有奇異的結(jié)構(gòu)和性能,展現(xiàn)出重大的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值,但真正實(shí)現(xiàn)石墨烯及其復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,還面臨著許多問題和挑戰(zhàn)。本論文通過化學(xué)方法功能化氧化石墨烯,并分別以聚丙烯(PP)和聚酰亞胺(PI)為基體制備復(fù)合材料,研究功能化后氧化石墨烯在這些聚合物中的分散性,討論氧化石墨烯的加入對(duì)材料形態(tài)結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、結(jié)晶特性、熱穩(wěn)定性等行為的影響,為氧化石墨烯/聚合物復(fù)合材料的規(guī)�；苽浜蛻�(yīng)用積累相關(guān)數(shù)據(jù)和資料。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)氧化石墨烯的表面改性。針對(duì)石墨烯在聚合物基體中不易分散的問題,通過十八烷基異氰酸酯對(duì)氧化石墨烯(GO)進(jìn)行功能化改性,成功制備了烷基化改性氧化石墨烯(iGO)。采用FT-IR、Raman、TEM、TGA、元素分析等測(cè)試方法對(duì)iGO進(jìn)行了表征測(cè)試。結(jié)果證明,烷基鏈被成功地通過共價(jià)鍵接到了GO的片層表面上,且石墨烯片層中每4個(gè)碳接有一個(gè)烷基鏈;與GO相比,iGO在有機(jī)溶劑中有更好的分散性。(2)氧化石墨烯/PP復(fù)合材料的制備及其性能。以具有結(jié)...

【文章頁(yè)數(shù)】：137 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 石墨烯
        1.1.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)和性能
        1.1.2 石墨烯的制備方法
            1.1.2.1 微機(jī)械剝離法
            1.1.2.2 取向附生法——晶膜生長(zhǎng)
            1.1.2.3 加熱SiC的方法
            1.1.2.4 氧化－分散－還原法
            1.1.2.5 碳納米管軸向切割法
            1.1.2.6 化學(xué)氣相沉積法
            1.1.2.7 液相剝離石墨法
            1.1.2.8 其它方法
        1.1.3 石墨烯的功能化
            1.1.3.1 石墨烯的共價(jià)鍵功能化
            1.1.3.2 石墨烯的非共價(jià)鍵功能化
    1.2 石墨烯/聚合物納米復(fù)合材料
        1.2.1 石墨烯/聚合物納米復(fù)合材料的制備方法
        1.2.2 石墨烯/聚烯烴納米復(fù)合材料
        1.2.3 石墨烯/聚苯胺納米復(fù)合材料
        1.2.4 石墨烯/其他聚合物納米復(fù)合材料
    1.3 論文研究思路和主要研究?jī)?nèi)容
第二章 氧化石墨烯的制備與改性
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 主要試劑材料
        2.2.2 氧化石墨烯的制備
        2.2.3 氧化石墨烯的烷基化改性
        2.2.4 氧化石墨烯與改性氧化石墨烯的表征測(cè)試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 氧化石墨烯與改性氧化石墨烯形貌分析
        2.3.2 氧化石墨烯與改性氧化石墨烯的分散性
        2.3.3 氧化石墨烯與改性氧化石墨烯結(jié)構(gòu)分析
        2.3.4 氧化石墨烯與改性氧化石墨烯熱穩(wěn)定性分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 氧化石墨烯/聚丙烯復(fù)合材料的制備及性能
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 主要試劑材料
        3.2.2 氧化石墨烯/聚丙烯復(fù)合材料的制備
        3.2.3 結(jié)構(gòu)與性能表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 復(fù)合材料的截面形貌分析
        3.3.2 復(fù)合材料的FT-IR&XRD分析
        3.3.3 復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為
        3.3.4 復(fù)合材料的拉伸力學(xué)性能
        3.3.5 復(fù)合材料的熱分析
        3.3.6 復(fù)合材料的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)
            3.3.6.1 等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)
            3.3.6.2 非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 氧化石墨烯/聚丙烯/聚苯乙烯共混物界面及性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 主要試劑材料
        4.2.2 氧化石墨烯/聚丙烯/聚苯乙烯多相復(fù)合材料的制備
        4.2.3 分析與測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 氧化石墨烯在PP/PS共混物中存在相趨向的理論分析
        4.3.2 氧化石墨烯改性前后對(duì)PP/PS共混物界面及性能影響
            4.3.2.1 共混物的界面形態(tài)
            4.3.2.2 共混物的XRD分析
            4.3.2.3 共混物的力學(xué)性能
            4.3.2.4 共混物的DMA分析
            4.3.2.5 共混物的熱分析
        4.3.3 iGO的添加量對(duì)PP/PS共混物特性的影響
            4.3.3.1 iGO/PP/PS共混物的形態(tài)
            4.3.3.2 iGO/PP/PS共混物的動(dòng)態(tài)力學(xué)分析
            4.3.3.3 iGO/PP/PS共混物的DSC分析
            4.3.3.4 iGO/PP/PS共混物的拉伸性能
        4.3.4 加工過程對(duì)PP/PS共混物界面及性能的影響
            4.3.4.1 不同共混次序下PP/PS共混物的界面形態(tài)
            4.3.4.2 不同共混次序?qū)不煳餆嵝阅艿挠绊?br>            4.3.4.3 不同共混次序?qū)不煳锪W(xué)性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 氧化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合材料制備及性能
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        5.2.2 聚酰胺酸（PAA）溶液的合成
        5.2.3 氧化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合膜的制備
        5.2.4 氧化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合纖維的制備
        5.2.5 分析與測(cè)試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 氧化石墨烯功能化對(duì)聚酰胺酸環(huán)化過程的影響
        5.3.2 氧化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合膜的界面形態(tài)
        5.3.3 氧化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合膜的力學(xué)性能
        5.3.4 氧化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合膜的熱穩(wěn)定性
        5.3.5 氧化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合纖維的力學(xué)性能
        5.3.6 氧化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合纖維的形態(tài)
        5.3.7 氧化石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合纖維的熱穩(wěn)定性
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄：攻讀博士學(xué)位期間研究成果
致謝



本文編號(hào)：3956817