【摘要】：聚丙烯基磁性納米復(fù)合材料不僅具有優(yōu)異的力學(xué)性能,還具有可再生性好和修復(fù)方便等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于工業(yè)電器、汽車、醫(yī)療等方面,是當(dāng)前的一個研究熱點(diǎn)。但在磁性納米粉體和PP樹脂基體成型過程中,由于PP樹脂黏度大、流動性低,導(dǎo)致磁性納米粉體易團(tuán)聚,分散困難,常規(guī)復(fù)合方式難以實(shí)現(xiàn)磁性納米粉體在PP樹脂中的納米級均勻分散,使復(fù)合材料的綜合性能受到限制,嚴(yán)重影響了磁性樹脂基復(fù)合材料的開發(fā)應(yīng)用。本文首先采用液相還原法制備出粒徑100 nm以內(nèi)、粒徑分布均勻的Fe_(20)Ni_(80)合金納米粉體,然后利用磁分離+萃取技術(shù)+兩步共混法技術(shù),成功制備了FeNi_p/PP熱塑性磁性納米復(fù)合材料,解決了磁性納米粉體在樹脂基體中易團(tuán)聚和難以達(dá)到納米級均勻分散的難題。復(fù)合材料中的FeNi合金納米粉體呈單個納米粒子均勻分散在基體中,PP分子鏈進(jìn)入FeNi合金納米粉體表面缺陷處,形成2~10 nm厚度的互滲界面層。2 wt%FeNi_p/PP納米復(fù)合材料具有最佳的力學(xué)性能,拉伸強(qiáng)度為38 MPa,較純PP樹脂提高了23%;當(dāng)粉體含量為20 wt%時,Ms值達(dá)到9.7 emu/g,FeNi_p/PP納米復(fù)合材料在1-100 MHz頻段內(nèi)的屏蔽性能達(dá)到了9.8 dB。其次,初步探討了FeNi_p/PP納米復(fù)合材料的微波修復(fù)技術(shù)及機(jī)理。FeNi_p/PP納米復(fù)合材料的微波損耗tan?與FeNi合金納米粉體含量(0~20 wt%)具有獨(dú)特的微波損耗逾滲特性,其逾滲區(qū)間為0-7.5 wt%。當(dāng)復(fù)合材料接收到微波信號后,樹脂基體熔融,同時在高速振動下熔融基體從而修復(fù)或減少復(fù)合材料內(nèi)部微裂紋。微波作用最佳時間為15 min,微波處理后,復(fù)合材料微裂紋被修復(fù),FeNi_p/PP納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度能夠恢復(fù)到損傷前拉伸強(qiáng)度的90%。最后,將GR與FeNi粉體制備成復(fù)合粉體,GR粉體經(jīng)過800℃高溫處理后,FeNi納米粒子在GR表面均勻附著。GR片層對附著在其上的FeNi納米粉體具有形貌選擇性。在液相還原法合成FeNi納米粉體的過程中加入GR,GR傾向于促進(jìn)反應(yīng)生成柱狀晶FeNi納米粒子,且柱狀晶FeNi納米粒子更易附著在GR的片層表面。與FeNi粉體相比,GR/FeNi復(fù)合粉體的電磁損耗以介電損耗為主,tanδ值最高達(dá)到了10。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB332;TQ325.14
【圖文】：

圖 2.1 FeNi 形貌示意圖（a）團(tuán)聚體（b）單個納米粒子Fig 2.1 Schematic diagram of FeNi (a) Agglomerates (b) Single nanopowder多步驟分散工藝制備軟磁型 FeNip/PP 納米復(fù)合材料采用兩步法來實(shí)現(xiàn)磁性納米粉體在熱塑性樹脂 PP 基體中的均勻分采用溶液共混法將 PP 顆粒完全溶解得到低粘度的膠狀液體，加入 F米粉體制備成高粉體含量的中間體（母料）；然后，母料與 PP 顆粒出造粒機(jī)熔融混煉造粒，制備成不同 FeNi 粉體含量（粉體含量分2 wt%、5 wt%、10 wt%、20 wt%）的 FeNip/PP 納米復(fù)合材料顆粒塑機(jī)注塑制成啞鈴形標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行性能檢測。 制備工藝路線圖

圖 2.1 FeNi 形貌示意圖（a）團(tuán)聚體（b）單個納米粒子Fig 2.1 Schematic diagram of FeNi (a) Agglomerates (b) Single nanopowder 多步驟分散工藝制備軟磁型 FeNip/PP 納米復(fù)合材料采用兩步法來實(shí)現(xiàn)磁性納米粉體在熱塑性樹脂 PP 基體中的均勻分散采用溶液共混法將 PP 顆粒完全溶解得到低粘度的膠狀液體，加入 FeN米粉體制備成高粉體含量的中間體（母料）；然后，母料與 PP 顆粒在出造粒機(jī)熔融混煉造粒，制備成不同 FeNi 粉體含量（粉體含量分別、2 wt%、5 wt%、10 wt%、20 wt%）的 FeNip/PP 納米復(fù)合材料顆粒，塑機(jī)注塑制成啞鈴形標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行性能檢測。.1 制備工藝路線圖

圖 2.3 FeNip/PP 納米復(fù)合材料制備工藝圖Fig. 2.3 Preparation process of FeNip/PP nanocomposites將 PP 顆粒在 130 ℃溶于適量二甲苯，加入 FeNi 合金納米粉體，攪拌揮發(fā)二甲苯至稠結(jié)狀態(tài)，冷卻形成塊狀混合物。塊狀混合物在 70 ℃恒溫干燥箱中保溫至質(zhì)量不再變化，最后得到 FeNip/PP 納米復(fù)合材料母料（如圖 2.4 黑色圓塊），母料中 FeNi 合金納米粉體含量設(shè)置為 30 wt%。圖 2.4 FeNip/PP 納米復(fù)合材料對照組和母料樣品

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本文編號：2792796