【摘要】：石墨烯自問(wèn)世以來(lái)備受國(guó)內(nèi)外研究者們的青睞,已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。但其在膠乳中的應(yīng)用還未得到詳細(xì)系統(tǒng)的研究。由于在乳膠制品中天然膠乳應(yīng)用最廣,所以探究石墨烯在天然膠乳中的應(yīng)用對(duì)膠乳行業(yè)的發(fā)展和石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬具有重要意義。本課題首先探究了石墨烯水分散體的最佳制備工藝,然后研究了天然膠乳膠凝與成膜的工藝條件,繼而在天然膠乳最佳成膜條件的基礎(chǔ)上添加石墨烯水分散體,探究石墨烯對(duì)天然膠乳各方面性能的影響。論文研究了石墨烯水分散體制備時(shí),表面活性劑的添加比例、研磨時(shí)間、高速分散機(jī)轉(zhuǎn)速及水分散體濃度等方面對(duì)制備出的水分散體質(zhì)量的影響。結(jié)果表明,表面活性劑NF與石墨烯的用量比為1:1時(shí),分散體粘度低、粒徑小;高速分散機(jī)轉(zhuǎn)速為15000 r/min,研磨時(shí)間為60 min,分散體濃度為2.5%時(shí),制得的石墨烯水分散體穩(wěn)定,粒徑最小。研究了玻璃模型直浸法膠凝成膜的工藝條件,結(jié)果表明,膠乳固含量的增加會(huì)使膠乳成膜厚度逐漸增加,二者成正比關(guān)系。膠乳溫度為25℃,模型溫度為45℃-50℃,浸漬時(shí)間為30s時(shí),直浸法制得的天然膠乳膜厚度均勻性最好。研究了穩(wěn)定劑KOH的用量對(duì)直浸法膠凝成膜厚度的影響,結(jié)果表明:隨著穩(wěn)定劑KOH用量的增加,天然膠乳的粘度逐漸降低,Zeta電位絕對(duì)值逐漸增大,但粒徑隨著穩(wěn)定劑用量的增加變化不明顯;預(yù)硫化膠乳成膜厚度呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì),在0.2~0.3份時(shí)有最小值;硫化膠膜的交聯(lián)密度、拉伸強(qiáng)度隨KOH用量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),硫化膠膜的拉斷伸長(zhǎng)率、水抽出物、溶脹度均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。當(dāng)加入的穩(wěn)定劑KOH干比份數(shù)在0.2~0.3份時(shí),膠膜各方面性能較佳。探究了石墨烯用量和摻雜方式對(duì)石墨烯/天然膠乳復(fù)合材料的力學(xué)和導(dǎo)電導(dǎo)熱性能的影響。隨著石墨烯添加量的增加,預(yù)硫化膠乳的穩(wěn)定性逐漸降低,力學(xué)性能逐漸上升,導(dǎo)電導(dǎo)熱性能逐漸上升。對(duì)比機(jī)械攪拌和高壓均質(zhì)兩種摻雜方式,采用高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行細(xì)化處理后,復(fù)合材料的力學(xué)性能和導(dǎo)電導(dǎo)熱性能均有較大幅度的提高。
【圖文】：

天然膠乳離心分離后的狀態(tài)[4]

圖 2-2 NF 的添加量對(duì)分散時(shí)長(zhǎng)的影響Fig. 2-2 Effect of the amount of NF added on the dispersion time由圖 2-2 可以看出，石墨烯分散體的分散時(shí)長(zhǎng)隨著表面活性劑用量的增加呈逐漸下降的趨勢(shì)。當(dāng)分散劑用量較小時(shí)，物料濕潤(rùn)分散時(shí)間長(zhǎng)，耗能高。所以為降低實(shí)際生產(chǎn)成本，應(yīng)根據(jù)粒徑和電位的變化趨勢(shì)，探究出分散時(shí)長(zhǎng)隨分散劑用量變化的趨勢(shì)。綜上所述，當(dāng)分散劑用量大于 25 克后，，分散時(shí)長(zhǎng)下降速率逐漸趨于零，故最佳的分散劑用量為 25g。表 2-4 擴(kuò)散劑 NF 用量對(duì)膠乳穩(wěn)定性的影響Tab.2-4 Effect of NF dosage on latex stabilityNF/g 10 15 20 25 30 35 40 45 50電位/mv -40.6 -41.3 -42.3 -44.5 -43.3 -43.2 -42.7 -41.3 -41.1ZETA 電位作為一種膠體的有效參數(shù)能夠定性分析石墨烯水分散液的穩(wěn)定性[82]。當(dāng) ZETA 電位值大于 40 時(shí)體系具有較好的穩(wěn)定性，即溶解或分散可以抵抗聚集的能力。由表 2-4 可以看出，石墨烯水分散體的電位值隨著表面活性劑用量的增加呈現(xiàn)逐漸增大并趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。NF 作為在弱堿性環(huán)境下能夠電離出 Na+離子使自身帶負(fù)電
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ331.2

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本文編號(hào)：2611771