本文關(guān)鍵詞：石墨烯功能化及其對(duì)高分子材料改性研究

  更多相關(guān)文章： 堿沉淀氧化石墨烯 兩親性氧化石墨烯 高分子復(fù)合材料 分散

【摘要】：石墨烯是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的碳基新材料,它是一種由碳原子以sp2雜化連接的單原子層構(gòu)成的新型二維原子晶體的薄膜材料,具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電學(xué)等性能,從而成為當(dāng)前材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。石墨烯作為一種新型的納米填料,被應(yīng)用于聚合物改性研究。石墨烯的功能化賦予了其新的性質(zhì),能更好地達(dá)到聚合物改性的目的。本文就石墨烯功能化及其對(duì)高分子改性進(jìn)行了研究,主要工作如下:(1)通過(guò)Hummers法將鱗片石墨制備出氧化石墨烯(GO),然后用堿沉淀快速高效制得堿沉淀氧化石墨烯(bdGO)。通過(guò)運(yùn)用傅立葉紅外光譜(FT-IR)、X射線光電子能譜(XPS)、X射線衍射(XRD)、全自動(dòng)比表面和孔徑分布分析儀(BET)、熒光光譜和透射電子顯微鏡(TEM)測(cè)試分析bdGO的結(jié)構(gòu)和性能。測(cè)試結(jié)果表明bdGO具有石墨烯的基本碳環(huán)結(jié)構(gòu)、褶皺的表面以及良好的吸附性。(2)通過(guò)剛果紅試驗(yàn),紫外(UV-vis)、熱重分析(TGA)、XRD、萬(wàn)能力學(xué)拉伸試驗(yàn)研究了不同含量下的bdGO對(duì)聚氯乙烯(PVC)熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明bdGO摻入顯著提高了聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性,并且改善了復(fù)合材料的力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)bdGO通過(guò)取代PVC鏈中不穩(wěn)定的氯原子和吸附PVC降解過(guò)程中產(chǎn)生的氯化氫氣體來(lái)提高PVC的熱穩(wěn)定性。(3)利用4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)的橋接作用,MDI一端與GO的羥基/羧基反應(yīng),另一端與季銨鹽表面活性劑反應(yīng)獲得兩親性氧化石墨烯(AGO)。運(yùn)用FT-IR、XRD、熱重分析(TGA)、透射電子顯微鏡(TEM)、差示掃描量熱法(DSC)、掃描電子顯微鏡(SEM)來(lái)研究該粒子對(duì)線性低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯共聚物共混物結(jié)構(gòu)與性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)AGO基本集中分布于兩種高分子的界面,從而改善界面相互作用提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。
【關(guān)鍵詞】：堿沉淀氧化石墨烯 兩親性氧化石墨烯 高分子復(fù)合材料 分散
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O613.71
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 常用符號(hào)說(shuō)明12-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 引言13
• 1.2 石墨烯功能化13-16
• 1.2.1 共價(jià)鍵功能化14-16
• 1.2.2 非共價(jià)鍵功能化16
• 1.3 石墨烯改性高分子材料16-18
• 1.3.1 原位聚合法17
• 1.3.2 溶液共混法17-18
• 1.3.3 熔融共混法18
• 1.4 本研究的目的和主要內(nèi)容18-21
• 1.4.1 本研究的目的與意義18
• 1.4.2 本研究的主要內(nèi)容18-19
• 1.4.3 本研究的創(chuàng)新之處19-21
• 第2章 堿沉淀氧化石墨烯的制備與表征21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分21-24
• 2.2.1 主要原料及試劑21
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器21-22
• 2.2.3 氧化石墨烯（GO）的制備22
• 2.2.4 堿沉淀氧化石墨烯（bdGO）的制備22-23
• 2.2.5 測(cè)試與表征23-24
• 2.3 結(jié)果與討論24-31
• 2.3.1 透射電子顯微鏡（TEM）分析24-25
• 2.3.2 X射線衍射（XRD）分析25-26
• 2.3.3 XPS光電子能譜（XPS）分析26-27
• 2.3.4 紅外光譜（FTIR）分析27-28
• 2.3.5 熒光光譜和紫外可見(jiàn)光譜（UV-Vis）分析28-29
• 2.3.6 比表面和孔徑分布分析（BET）29-31
• 2.4 本章結(jié)論31-33
• 第3章 堿沉淀氧化石墨烯對(duì)聚氯乙烯熱穩(wěn)定性及其相關(guān)性能的研究33-43
• 3.1 引言33-34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分34-36
• 3.2.1 主要原料及試劑34
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器34
• 3.2.3 測(cè)試與表征34-36
• 3.3 結(jié)果與討論36-42
• 3.3.1 靜態(tài)熱穩(wěn)定性分析（剛果紅實(shí)驗(yàn)）36-37
• 3.3.2 熱重（TG）分析37-38
• 3.3.3 X射線衍射（XRD）分析38-39
• 3.3.4 力學(xué)性能分析39-40
• 3.3.5 bdGO對(duì)PVC的穩(wěn)定機(jī)理探討40-42
• 3.4 本章結(jié)論42-43
• 第4章 兩親性氧化石墨烯的制備及其在聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯共聚物中的分布研究43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分43-46
• 4.2.1 主要原料及試劑43-44
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器44-45
• 4.2.3 氧化石墨烯（GO）的制備45
• 4.2.4 兩親性氧化石墨烯（AGO）的制備45
• 4.2.5 LLDPE/EVA/AGO復(fù)合材料的制備45
• 4.2.6 測(cè)試與表征45-46
• 4.3 結(jié)果與討論46-56
• 4.3.1 透射電子顯微鏡（TEM）分析46-47
• 4.3.2 GO和AGO的X射線衍射（XRD）分析47-48
• 4.3.3 GO和AGO的紅外光譜（FTIR）分析48-49
• 4.3.4 GO和AGO的熱重（TG）分析49-50
• 4.3.5 氧化石墨烯（GO）和兩親性氧化石墨烯（AGO）的溶解分散性50-52
• 4.3.6 復(fù)合材料形貌分析52-53
• 4.3.7 復(fù)合材料XRD分析53-54
• 4.3.8 復(fù)合材料DSC分析54-55
• 4.3.9 復(fù)合材料力學(xué)性能分析55-56
• 4.4 本章結(jié)論56-57
• 全文總結(jié)57-59
• 參考文獻(xiàn)59-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間成果67-69
• 致謝69

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