本文關(guān)鍵詞：石墨烯與聚烯烴的復(fù)合方法及其對(duì)聚烯烴改性效果的研究

  更多相關(guān)文章： 聚烯烴 改性 石墨烯 復(fù)合方法 性能

【摘要】：聚烯烴由于價(jià)廉、易加工成型和綜合性能優(yōu)良等特點(diǎn),在生活與工業(yè)中廣泛應(yīng)用。然而聚烯烴在性能上仍存在一些不足,比如強(qiáng)度低、尺寸穩(wěn)定性差及不能滿足抗靜電等功能性應(yīng)用。為了改善聚烯烴的性能、拓寬其應(yīng)用范圍,需對(duì)其改性。石墨烯作為新型的二維碳材料,具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等性能,將其用來(lái)改性聚烯烴具有較大的應(yīng)用價(jià)值。目前的研究主要是以改性石墨烯為填料通過(guò)溶液共混法對(duì)聚烯烴進(jìn)行改性,存在諸多缺點(diǎn),如改性過(guò)程繁瑣、不環(huán)保及不適合大規(guī)模生產(chǎn)等。因此本論文以石墨烯與聚烯烴的復(fù)合方法作為切入點(diǎn)。本論文以機(jī)械剝離制備的少數(shù)層石墨烯為填料、高密度聚乙烯為聚烯烴基體,在熔融共混法的基礎(chǔ)上,探究石墨烯與聚烯烴的復(fù)合方法及其對(duì)聚烯烴的改性效果。為了改善石墨烯在高密度聚乙烯基體中的分散均勻性及其二者間的界面結(jié)合,本論文采用三種復(fù)合方法(熔融共混法、改進(jìn)熔融共混法和乙醇介質(zhì)共混-熔融共混法)制備了高密度聚乙烯/石墨烯復(fù)合材料,研究了復(fù)合方法和石墨烯含量對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電、力學(xué)等性能的改性效果。本文分別將三種復(fù)合方法制備的粒狀復(fù)合材料模壓成型測(cè)試導(dǎo)電性能。隨著石墨烯含量的增加,復(fù)合材料的電導(dǎo)率得到顯著提高,表現(xiàn)出“滲流現(xiàn)象”。改進(jìn)熔融共混法和乙醇介質(zhì)共混-熔融共混法對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能的改性效果一致,復(fù)合材料的滲流閾值均為4.82 wt%(2.16 vol%);熔融共混法對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能的改善程度更大,復(fù)合材料的滲流閾值為3.75 wt%(1.67 vol%)。此外,還將改進(jìn)熔融共混法和乙醇介質(zhì)共混-熔融共混法制備的石墨烯包覆HDPE粉末模壓成型測(cè)試導(dǎo)電性能。復(fù)合材料獲得更優(yōu)異的導(dǎo)電性能,其中改進(jìn)熔融共混法制備的復(fù)合材料的滲流閾值為1.32 wt%(0.58 vol%),乙醇介質(zhì)共混-熔融共混法制備的復(fù)合材料的滲流閾值為0.78 wt%(0.34 vol%)。隨后本文將三種復(fù)合方法制備的粒狀復(fù)合材料注塑成型并進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。復(fù)合材料的拉伸性能和彎曲性能得到改善。其中乙醇介質(zhì)共混-熔融共混法的改性效果最好,這歸因于石墨烯較好的分散均勻性及石墨烯與HDPE基體間較強(qiáng)的界面相互作用。復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量分別提高4.9%和28.2%,彎曲強(qiáng)度和彎曲模量分別提高16.4%和27.8%。但復(fù)合材料的韌性隨石墨烯含量的增加逐漸下降,其中乙醇介質(zhì)共混-熔融共混制備的復(fù)合材料韌性降幅最小。
【關(guān)鍵詞】：聚烯烴 改性 石墨烯 復(fù)合方法 性能
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB332
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-25
• 1.1 石墨烯簡(jiǎn)介9-14
• 1.1.1 石墨烯的制備10-13
• 1.1.2 石墨烯的性能13-14
• 1.2 石墨烯的應(yīng)用14-16
• 1.2.1 電子器件15
• 1.2.2 傳感器15
• 1.2.3 儲(chǔ)能器件15-16
• 1.2.4 復(fù)合材料16
• 1.3 聚合物/石墨烯復(fù)合材料16-20
• 1.3.1 聚合物/石墨烯復(fù)合材料的制備16-18
• 1.3.2 聚合物/石墨烯復(fù)合材料的性能18-20
• 1.4 聚烯烴改性研究進(jìn)展20-22
• 1.4.1 聚烯烴改性方法20-21
• 1.4.2 石墨烯改性聚烯烴21-22
• 1.5 本論文研究目的與內(nèi)容22-25
• 第2章 石墨烯與高密度聚乙烯的復(fù)合方法25-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器25-26
• 2.3 石墨烯與高密度聚乙烯的復(fù)合方法26-30
• 2.3.1 熔融共混法制備高密度聚乙烯/石墨烯復(fù)合材料26-27
• 2.3.2 改進(jìn)熔融共混法制備高密度聚乙烯/石墨烯復(fù)合材料27-28
• 2.3.3 乙醇介質(zhì)共混-熔融共混法制備高密度聚乙烯/石墨烯復(fù)合材料28-29
• 2.3.4 復(fù)合方法對(duì)比分析29-30
• 2.4 高密度聚乙烯/石墨烯復(fù)合材料的性能測(cè)試與表征30-33
• 2.4.1 導(dǎo)電性能測(cè)試30
• 2.4.2 力學(xué)性能測(cè)試30-31
• 2.4.3 復(fù)合材料試樣斷面形貌分析31-33
• 第3章 復(fù)合方法對(duì)高密度聚乙烯的改性效果33-53
• 3.1 導(dǎo)電性能33-40
• 3.1.1 熔融共混-模壓成型制備的HDPE/石墨烯復(fù)合材料導(dǎo)電性能33-37
• 3.1.2 包覆粉末模壓成型制備的HDPE/石墨烯復(fù)合材料導(dǎo)電性能37-40
• 3.1.3 導(dǎo)電性能小結(jié)40
• 3.2 力學(xué)性能40-53
• 3.2.1 高石墨烯含量40-46
• 3.2.2 低石墨烯含量46-52
• 3.2.3 力學(xué)性能小結(jié)52-53
• 第4章 總結(jié)與展望53-55
• 4.1 總結(jié)53-54
• 4.2 展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-65
• 致謝65-67
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果67

，

本文編號(hào)：526908