本文關(guān)鍵詞：水溶性石墨烯及其聚氨酯納米復(fù)合材料的制備與結(jié)晶動(dòng)力學(xué)分析

  更多相關(guān)文章： 水溶性石墨烯 聚氨酯 復(fù)合材料 結(jié)晶動(dòng)力學(xué)

【摘要】：石墨烯因其在機(jī)械、電學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)等方面的優(yōu)異性能引起了學(xué)術(shù)界極大的興趣。作為一種功能性材料,石墨烯被用作納米填料廣泛應(yīng)用于聚合物基石墨烯復(fù)合材料的制備。而石墨烯易于堆積且與聚合物相容性差的特點(diǎn)限制了其在復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用。為解決這一問題,本文采用聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)對石墨烯進(jìn)行非共價(jià)鍵修飾,并制備了聚氨酯/石墨烯復(fù)合材料,進(jìn)一步對復(fù)合材料進(jìn)行結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究。本文的主要內(nèi)容如下：1、通過PSS與氧化石墨烯(GO)之間的π-π相互作用對GO進(jìn)行非共價(jià)鍵修飾,而后經(jīng)過化學(xué)還原制備了水溶性石墨烯,所制備的PSS-RGO具有良好的水溶性,且其水溶液能長期保持穩(wěn)定。XRD、Raman、TEM等測試表明,PSS成功吸附在石墨烯表面,且二者沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2、通過溶液共混法制備了聚氨酯/水溶性石墨烯(WPU/PSS-RGO)納米復(fù)合材料。TEM. SEM結(jié)果表明PSS-RGO在WPU中具有很好的分散性,二者相容性良好；FTIR分析表明PSS-RGO與WPU之間存在氫鍵作用；TG曲線表明PSS-RGO提升了WPU的熱穩(wěn)定性；電導(dǎo)率測試表明復(fù)合材料具有一定導(dǎo)電性；抗拉強(qiáng)度測試表明復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度隨PSS-RGO含量的增加呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢。3、采用差示掃描量熱儀(DSC)研究復(fù)合材料等溫結(jié)晶過程,運(yùn)用Avrami方程和Arrhenius方程對復(fù)合材料的等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析。結(jié)果表明,PSS-RGO起到異相成核劑的作用,降低了WPU的結(jié)晶活化能,加速了WPU的結(jié)晶過程。4、采用DSC研究復(fù)合材料非等溫結(jié)晶過程,分別采用Ozawa方程和莫志森方程分析復(fù)合材料的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué),并運(yùn)用Kissinger方程計(jì)算結(jié)晶過程中的活化能。結(jié)果表明,PSS-RGO的加入加速了WPU的結(jié)晶過程,改變了WPU的結(jié)晶方式,影響了WPU非等溫結(jié)晶過程的結(jié)晶活化能。
【關(guān)鍵詞】：水溶性石墨烯 聚氨酯 復(fù)合材料 結(jié)晶動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB33;TQ127.11
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-27
• 1.1 前言15
• 1.2 石墨烯概述15-22
• 1.2.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)15-16
• 1.2.2 石墨烯的制備16-18
• 1.2.3 石墨烯的特性及應(yīng)用18-22
• 1.3 聚氨酯概述22-25
• 1.3.1 聚氨酯簡述22-23
• 1.3.2 水性聚氨酯的結(jié)構(gòu)與性能23
• 1.3.3 水性聚氨酯的合成23-25
• 1.4 石墨烯-聚氨酯納米復(fù)合材料研究現(xiàn)狀25-26
• 1.5 本論文研究意義26-27
• 第二章 水溶性石墨烯的制備27-36
• 2.1 前言27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分28-31
• 2.2.1 主要原料28
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備28-29
• 2.2.3 水溶性石墨烯的制備29-30
• 2.2.4 儀器與表征30-31
• 2.3 結(jié)果與討論31-35
• 2.3.1 PSS-RGO的穩(wěn)定性31
• 2.3.2 傅立葉變換紅外光譜31-32
• 2.3.3 拉曼光譜32-33
• 2.3.4 X射線衍射33-34
• 2.3.5 熱重分析34
• 2.3.6 電導(dǎo)率34-35
• 2.3.7 透射電鏡35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 聚氨酯/水溶性石墨烯納米復(fù)合材料的制備36-45
• 3.1 前言36
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分36-39
• 3.2.1 主要原料36-37
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備37-38
• 3.2.3 聚氨酯/水溶性石墨烯納米復(fù)合材料的制備38
• 3.2.4 儀器與表征38-39
• 3.3 結(jié)果與討論39-43
• 3.3.1 傅立葉變換紅外光譜39-40
• 3.3.2 熱重分析40-41
• 3.3.3 電導(dǎo)率41
• 3.3.4 掃描電鏡41-42
• 3.3.5 透射電鏡42-43
• 3.3.6 力學(xué)性能43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 聚氨酯/水溶性石墨烯納米復(fù)合材料結(jié)晶動(dòng)力學(xué)分析45-60
• 4.1 前言45-46
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分46
• 4.2.1 主要原料46
• 4.2.2 差示掃描量熱法(DSC)46
• 4.3 結(jié)果與討論46-59
• 4.3.1 等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)結(jié)果與討論46-51
• 4.3.2 等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)結(jié)果與討論51-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第五章 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況69

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;科學(xué)家首次用納米管制造出石墨烯帶[J];電子元件與材料;2009年06期

2 ;石墨烯研究取得系列進(jìn)展[J];高科技與產(chǎn)業(yè)化;2009年06期

3 ;新材料石墨烯[J];材料工程;2009年08期

4 ;日本開發(fā)出在藍(lán)寶石底板上制備石墨烯的技術(shù)[J];硅酸鹽通報(bào);2009年04期

5 馬圣乾;裴立振;康英杰;;石墨烯研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代物理知識;2009年04期

6 傅強(qiáng);包信和;;石墨烯的化學(xué)研究進(jìn)展[J];科學(xué)通報(bào);2009年18期

7 ;納米中心石墨烯相變研究取得新進(jìn)展[J];電子元件與材料;2009年10期

8 徐秀娟;秦金貴;李振;;石墨烯研究進(jìn)展[J];化學(xué)進(jìn)展;2009年12期

9 張偉娜;何偉;張新荔;;石墨烯的制備方法及其應(yīng)用特性[J];化工新型材料;2010年S1期

10 萬勇;馬廷燦;馮瑞華;黃健;潘懿;;石墨烯國際發(fā)展態(tài)勢分析[J];科學(xué)觀察;2010年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 成會明;;石墨烯的制備與應(yīng)用探索[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

2 錢文;郝瑞;侯仰龍;;液相剝離制備高質(zhì)量石墨烯及其功能化[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第04分會場摘要集[C];2010年

3 張甲;胡平安;王振龍;李樂;;石墨烯制備技術(shù)與應(yīng)用研究的最新進(jìn)展[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（第3分冊）[C];2010年

4 趙東林;白利忠;謝衛(wèi)剛;沈曾民;;石墨烯的制備及其微波吸收性能研究[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（第7分冊）[C];2010年

5 沈志剛;李金芝;易敏;;射流空化方法制備石墨烯研究[A];顆粒學(xué)最新進(jìn)展研討會——暨第十屆全國顆粒制備與處理研討會論文集[C];2011年

6 王冕;錢林茂;;石墨烯的微觀摩擦行為研究[A];2011年全國青年摩擦學(xué)與表面工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

7 趙福剛;李維實(shí);;樹枝狀結(jié)構(gòu)功能化石墨烯[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會論文摘要集[C];2011年

8 吳孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

9 周震;;后石墨烯和無機(jī)石墨烯材料:計(jì)算與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第4分會場摘要集[C];2012年

10 周琳;周璐珊;李波;吳迪;彭海琳;劉忠范;;石墨烯光化學(xué)修飾及尺寸效應(yīng)研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姚耀;石墨烯研究取得系列進(jìn)展[N];中國化工報(bào);2009年

2 劉霞;韓用石墨烯制造出柔性透明觸摸屏[N];科技日報(bào);2010年

3 記者 王艷紅;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新華每日電訊;2010年

4 本報(bào)記者 李好宇 張們捷(實(shí)習(xí)) 特約記者 李季;石墨烯未來應(yīng)用的十大猜想[N];電腦報(bào);2010年

5 證券時(shí)報(bào)記者 向南;石墨烯貴過黃金15倍 生產(chǎn)不易炒作先行[N];證券時(shí)報(bào);2010年

6 本報(bào)特約撰稿 吳康迪;石墨烯 何以結(jié)緣諾貝爾獎(jiǎng)[N];計(jì)算機(jī)世界;2010年

7 記者 謝榮　通訊員 夏永祥 陳海泉 張光杰;石墨烯在泰實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化[N];泰州日報(bào);2010年

8 本報(bào)記者 紀(jì)愛玲;石墨烯：市場未啟 炒作先行[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2011年

9 周科競;再說石墨烯的是與非[N];北京商報(bào);2011年

10 王小龍;新型石墨烯材料薄如紙硬如鋼[N];科技日報(bào);2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 呂敏;雙層石墨烯的電和磁響應(yīng)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 羅大超;化學(xué)修飾石墨烯的分離與評價(jià)[D];北京化工大學(xué);2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修飾[D];北京化工大學(xué);2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修復(fù)機(jī)理的理論研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 盛凱旋;石墨烯組裝體的制備及其電化學(xué)應(yīng)用研究[D];清華大學(xué);2013年

6 伊丁;石墨烯吸附與自旋極化的第一性原理研究[D];山東大學(xué);2015年

7 梁巍;基于石墨烯的氧還原電催化劑的理論計(jì)算研究[D];武漢大學(xué);2014年

8 王義;石墨烯的模板導(dǎo)向制備及在電化學(xué)儲能和腫瘤靶向診療方面的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

9 劉明凱;帶狀石墨烯納米復(fù)合材料的制備及其性能研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

10 劉勇;智能化及摻雜改性石墨烯的研究及應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 詹曉偉;碳化硅外延石墨烯以及分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

2 王晨;石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)及其對電化學(xué)性能的影響[D];北京化工大學(xué);2011年

3 苗偉;石墨烯制備及其缺陷研究[D];西北大學(xué);2011年

4 蔡宇凱;一種新型結(jié)構(gòu)的石墨烯納米器件的研究[D];南京郵電大學(xué);2012年

5 金麗玲;功能化石墨烯的酶學(xué)效應(yīng)研究[D];蘇州大學(xué);2012年

6 黃凌燕;石墨烯拉伸性能與尺度效應(yīng)的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

7 劉汝盟;石墨烯熱振動(dòng)分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

8 雷軍;碳化硅上石墨烯的制備與表征[D];西安電子科技大學(xué);2012年

9 于金海;石墨烯的非共價(jià)功能化修飾及載藥系統(tǒng)研究[D];青島科技大學(xué);2012年

10 李晶;高分散性石墨烯的制備[D];上海交通大學(xué);2013年

，

本文編號：918298