【摘要】： 蠕蟲狀膨脹石墨EG表觀密度很低,膨脹體積很大,且納米石墨片相互糾纏在一起,造成了很多氣孔的存在。這致使膨脹石墨極易團(tuán)聚,與聚合物復(fù)合加工困難,不易實現(xiàn)理想的納米復(fù)合。若將其應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中,也必會造成大量的能源和能量上的浪費。解決這一缺陷,必須對膨脹石墨預(yù)先進(jìn)行改性處理。 母料法制備聚合物/膨脹石墨復(fù)合材料是一種新型的制備膨脹石墨填充聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料的方法。本碩士論文就是基于該母料法的特點,利用原位聚合和熔融復(fù)合各自獨特的優(yōu)點預(yù)先對膨脹石墨進(jìn)行改性處理,制成了分散性較好的聚合物/膨脹石墨的濃縮體(即母料);然后以該母料為填料,實現(xiàn)了母料法制備聚合物/膨脹石墨導(dǎo)電復(fù)合材料。本文研究了不同制備方法、不同載體樹脂對膨脹石墨的改性效果;表征了膨脹石墨在各種母料中的分散狀態(tài);比較了母料法制備復(fù)合材料較直接復(fù)合方法制備復(fù)合材料在電學(xué)和力學(xué)性能上的優(yōu)劣;同時借助XRD、SEM、DSC等基本手段對復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、結(jié)晶和熔融等行為作了研究,系統(tǒng)闡述了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。 研究的主要結(jié)果表明:利用MMA單體原位聚合法改性的膨脹石墨母料,MMA單體部分滲入到EG片層內(nèi),所得母料具有優(yōu)異的電學(xué)性能;但當(dāng)EG含量高于20 wt%后,聚合變得很困難,不利于改性石墨母料的批量制備。利用PMMA樹脂通過熔融復(fù)合制備的改性膨脹石墨母料,PMMA大分子鏈不能插入到EG片層之間,但在剛性PMMA分子鏈的阻礙作用下,EG蠕蟲狀的結(jié)構(gòu)被破壞,使EG片相互剝落,以納米石墨薄片的形態(tài)存在于基體中�；谶@一點,母料法成功地實現(xiàn)膨脹石墨的納米分散,減少了超聲制備納米石墨薄片的復(fù)雜步驟,較易地制備納米復(fù)合材料。 本文還研究了以結(jié)晶性PE和非結(jié)晶性PS為載體改性膨脹石墨母料以及母料法制備HDPE/EG復(fù)合材料的電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)等性能。結(jié)果表明,以聚合物樹脂為載體制備的改性膨脹石墨母料,濃縮物中EG含量以60 wt%為宜。該含量下,膨脹石墨可以較好的分散于載體樹脂中,母料法制備的HDPE/EG復(fù)合材料具有較低的滲流域值,膨脹石墨在基體樹脂中的分散性得到了很大的提高,同時改善了復(fù)合材料的機(jī)械性能和熱學(xué)性能。
【圖文】：

在石墨層間產(chǎn)生一，就使石墨沿著C軸膨脹開來�；呐蛎浭乃裳b密度一般在0.0片石墨按一定比例配置好的電解溫膨脹獲得膨脹石墨。由于電室研究和小規(guī)模生產(chǎn)階段。質(zhì)特點年才發(fā)展起來的新型炭素材料，插層處理，然后通過高溫?zé)崤蚴湎x。膨脹石墨在插層膨基本結(jié)構(gòu)還有由石墨微晶結(jié)構(gòu)

圖 1.2 膨脹石墨的 SEM 圖Figure 1.2 SEMs of Expanded Graphite膨脹石墨的形貌如圖1.2所示，可見，膨脹石墨具有蠕蟲狀結(jié)構(gòu)，石墨片相互糾纏在一起，由于石墨層間化合物只是在石墨內(nèi)局部形成，因此，分解爆破時，在石墨層內(nèi)各處產(chǎn)生不均一的作用，某些部分撐開并脹大，某些方?jīng)]有變化。顯微結(jié)構(gòu)顯示，膨脹石墨的這種疏松狀結(jié)構(gòu)造成了其結(jié)構(gòu)中大量氣孔的存在，氣孔尺寸范圍在2nm到10μm之間，平均氣孔尺寸為2μm[54]，20μm厚度的鱗片可膨脹到4～8mm；但XRD測試證明膨脹石墨的[002]特征峰沒有明顯的變化[59]（2θ=26.40°, d值為3.373 )，仍然保持著天然石墨晶體的結(jié)構(gòu)；膨脹石墨層間被撐開
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TB321

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2674710