本文選題：氮化硼納米片　切入點(diǎn)：凍融剝離　出處：《山東大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著高分子工業(yè)的發(fā)展,聚合物材料已經(jīng)應(yīng)用到生產(chǎn)生活的各個(gè)方面。但是聚合物的導(dǎo)熱性質(zhì)一直是限制其應(yīng)用的主要因素,導(dǎo)熱聚合物也成為了聚合物研究的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。由于大部分聚合物是熱的不良導(dǎo)體,通常要通過(guò)在聚合物中加入導(dǎo)熱性好的填料,才能實(shí)現(xiàn)聚合物的優(yōu)良導(dǎo)熱性。因此導(dǎo)熱填料的選擇對(duì)于導(dǎo)熱聚合物至關(guān)重要。隨著納米材料的興起,納米填料也逐漸被應(yīng)用于聚合物中,其中六方氮化硼納米片(h-BNNSs)具有非常好的熱穩(wěn)定性、抗氧化性、抗腐蝕性、低的介電常數(shù)等性質(zhì),特別是其面內(nèi)超高的導(dǎo)熱性,若能充分利用,可以非常有效提高聚合物的熱導(dǎo)率。本論文主要研究了h-BNNSs的制備,并對(duì)其進(jìn)行功能化后添加到導(dǎo)熱聚合物中,制備了導(dǎo)熱硅橡膠。分析了剝離得到的h-BNNSs及其功能化后的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),并研究了利用h-BNNSs制備的硅橡膠的導(dǎo)熱性質(zhì)和介電性質(zhì)。論文主要開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的工作：1.開(kāi)發(fā)了一種新的制備h-BNNSs的方法—凍融剝離法,利用水在4℃時(shí)密度最大,結(jié)冰后體積膨脹的性質(zhì),來(lái)克服六方氮化硼層間的范德華力,實(shí)現(xiàn)h-BNNSs的剝離制備。分析了凍融的時(shí)間、次數(shù)及超聲作用對(duì)剝離效果的影響,根據(jù)在剝離中間階段六方氮化硼表面會(huì)產(chǎn)生鼓包的現(xiàn)象,提出了凍融剝離的機(jī)理。研究了凍融法制備的h-BNNSs的形貌、結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì),通過(guò)紫外-可見(jiàn)吸收測(cè)試,證實(shí)了六方氮化硼的帶隙會(huì)隨著片層的減少而變大。此方法具有簡(jiǎn)單易操作、對(duì)環(huán)境友好、普適性等優(yōu)點(diǎn),可適用于多種二維材料的制備,用此方法對(duì)石墨、WS2、 MoS2進(jìn)行剝離,均取得了非常理想的效果。2.利用剝離后的h-BNNSs表面及周圍的羥基懸掛鍵的作用對(duì)h-BNNSs進(jìn)行功能化。采用乙烯基三甲氧基硅烷對(duì)h-BNNSs進(jìn)行功能化,以甲苯做溶劑,通過(guò)甲氧基水解,進(jìn)而與h-BNNSs上的羥基發(fā)生脫水反應(yīng),二者通過(guò)共價(jià)鍵相連。通過(guò)EDS、FTIR、XRD等表征,可以確定乙烯基三甲氧基硅烷與h-BNNSs共價(jià)相連。通過(guò)這種功能化作用,可以使h-BNNSs與多種聚合物通過(guò)化學(xué)鍵連接。3.通過(guò)化學(xué)鍵連接將h-BNNSs添加到硅橡膠中,制備了一系列不同h-BNNSs添加量的硅橡膠,提高了其熱導(dǎo)性,熱穩(wěn)定性,改善了其介電性質(zhì)。在該體系中,乙烯基三甲氧基硅烷起到橋連作用,其甲氧基水解后與h-BNNSs的羥基反應(yīng),乙烯基又可以與硅氫鍵發(fā)生加成反應(yīng),參與到硅橡膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中。這種添加h-BNNSs的方法保證了h-BNNSs在聚合物中均勻分散。因此有效提高了硅橡膠的熱導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性。在一定范圍內(nèi)降低了硅橡膠的介電常數(shù),降低了硅橡膠的介電損耗,特別是降低了其低頻下的介電損耗。這些性質(zhì)充分保障了硅橡膠在電子器件和能源系統(tǒng)中的應(yīng)用。
[Abstract]:With the development of polymer industry, polymer materials have been applied to all aspects of production and life. But the thermal properties of polymers has been a major factor limiting the application of the conductive polymer has become an important research field in polymer research. Because most of the polymer is a poor conductor of heat, usually by adding fillers with good heat conduction. In the polymer, excellent thermal conductivity can be achieved. So the polymer conductive filler for conductive polymer is very important. With the development of nano materials, nano filler has been applied to polymers, including six boron nitride nanosheets (h-BNNSs) has very good thermal stability, oxidation resistance, corrosion resistance. Dielectric properties of low thermal conductivity, especially its surface high, if we can make full use of, can be very effective to improve the thermal conductivity of polymers in the thesis. Study on the preparation of h-BNNSs, and the function of add to the conductive polymer, conductive silicone rubber was prepared. The analysis of the structure and properties of h-BNNSs and its function obtained after stripping, and studied using h-BNNSs preparation of silicon rubber thermal conductivity and dielectric properties. The paper mainly carried out the work of the following aspects: 1. to develop a new method for the preparation of h-BNNSs freeze-thaw stripping method, using water maximum density at 4 DEG C, the nature of volume expansion after freezing, to overcome the force of Fan Dehua six boron nitride layer, stripped of the preparation of h-BNNSs. The analysis of freezing and thawing effect of time, frequency and ultrasonic effect on the stripping effect, according to the middle of the six party in the stripping of boron nitride surface bulge phenomenon, mechanism of freeze-thaw stripping was proposed. The freeze-thaw morphology prepared by h-BNNSs, the structural and optical properties, through UV Vis absorption test confirmed that the band gap of six cubic boron nitride with reduced layer becomes larger. This method is simple and easy to operate, environmentally friendly, universality, etc., can be applied to a variety of two-dimensional materials were prepared on graphite, WS2 with this method, MoS2 stripping from the function of h-BNNSs.2. were obtained good effect by h-BNNSs surface and around after stripping the hydroxyl dangling bond effect. Using the function of h-BNNSs, vinyltrimethoxysilane, toluene as solvent, by methoxy hydrolysis, and dehydration reaction with the hydroxyl groups in h-BNNSs. The two are connected by covalent bond. By EDS, FTIR, XRD characterization can be determined, vinyltrimethoxysilane is connected with the h-BNNSs. The functional role of covalent, can make h-BNNSs with a variety of polymer through chemical bond to h- through chemical bond.3. BNNSs added to the silicon rubber, a series of different amount of h-BNNSs silicone rubber was prepared to improve its thermal conductivity, thermal stability, improve its dielectric properties. In this system, vinyltrimethoxysilane play a bridging role, the hydroxylation of methoxy after hydrolysis with h-BNNSs vinyl, and can react with silicon and hydrogen bonds involved in the crosslinking network of silicone rubber. This method of adding h-BNNSs to ensure that the h-BNNSs uniformly distributed in polymer. It can effectively improve the silicon rubber thermal conductivity and thermal stability. In a certain range reduces the dielectric constant of silicon rubber, reduce the dielectric loss of silicon rubber, especially reduce the dielectric loss of the low frequency. These properties fully guarantee the application of silicone rubber in the electronic devices and energy systems.

【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ128;TB383.1

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本文編號(hào)：1596537