聚對苯撐苯并雙噁唑（PBO）纖維因為卓越的力學性能、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性被譽為“有機纖維之王”。盡管如此,商用PBO纖維的實際強度仍與其理論強度有較大的差距。近年來采用氧化石墨烯,碳納米管等碳納米材料改性PBO纖維的報道層出不窮,一定程度上彌補了PBO纖維實際強度與理論強度的差距。而石墨烯量子點（GQDs）作為碳納米材料中新的一員,相比氧化石墨烯,碳納米管,在PBO聚合體系中有著更加突出的溶解性和分散性,而作為PBO纖維增強體的研究卻鮮有報道。本課題通過一種簡易的水熱反應方法制備得到了與PBO聚合體系相匹配的羧基化石墨烯量子點。隨后通過石墨烯量子點與PBO纖維共聚得到GQDs/PBO改性纖維,以到達制備性能更為優(yōu)異的GQDs/PBO復合纖維的目的。進一步彌補PBO纖維實際強度與理論強度的差距。首先,通過水熱反應一鍋法制備了羧基化石墨烯量子點,探究了反應條件對石墨烯量子點的影響。結果發(fā)現(xiàn)反應中濃硫酸的加入不會改變石墨烯量子點的結構和組成且可以防止石墨烯量子點之間的相互聚集。石墨烯量子點的大小會隨著水熱反應時間的增加而增大,隨濃硫酸加入量的增加而減小。制備得到的羧基化石墨烯量子點表面含有豐... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內外PBO纖維的研究現(xiàn)狀
    1.3 納米碳材料改性PBO纖維研究現(xiàn)狀
    1.4 碳點類材料的分類與發(fā)展
        1.4.1 碳點類材料的分類
        1.4.2 石墨烯量子點的制備方法
        1.4.3 石墨烯量子點的功能化研究進展
    1.5 本課題的主要研究內容
第2章 實驗材料與方法
    2.1 實驗藥品及實驗裝置
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗裝置
    2.2 羧基功能化石墨烯量子點及改性纖維的制備
        2.2.1 羧基功能化石墨烯量子點的制備
        2.2.2 GQDs/PBO改性纖維的制備
    2.3 纖維的表征手段及性能分析
        2.3.1 聚合物粘均分子量測試
        2.3.2 紅外光譜測試
        2.3.3 掃描電子顯微鏡測試
        2.3.4 透射電子顯微鏡測試
        2.3.5 原子力掃描探針顯微鏡測試
        2.3.6 熱重測試
        2.3.7 X射線衍射測試
        2.3.8 X射線光電子能譜測試
        2.3.9 纖維單絲拉伸強度測試
第3章 羧基功能化石墨烯量子點的制備及表征
    3.1 引言
    3.2 羧基功能化石墨烯量子點的制備及純化流程
    3.3 濃硫酸加入量對羧基功能化石墨烯量子點的影響
    3.4 反應時間對羧基功能化石墨烯量子點的影響
    3.5 羧基功能化石墨烯量子點的微觀形貌及結構分析
    3.6 本章小結
第4章 GQDs/PBO改性纖維的表征與性能研究
    4.1 引言
    4.2 GQDs/PBO改性纖維的制備流程及單體表征
    4.3 聚合反應工藝對改性纖維的影響
        4.3.1 GQDs/PBO改性纖維終止反應溫度的確定
        4.3.2 GQDs加入方式對改性纖維聚合反應的影響
        4.3.3 GQDs加入時間對改性纖維聚合反應的影響
    4.4 GQDs加入量對改性纖維性能的影響
        4.4.1 GQDs/PBO改性纖維的形貌分析
        4.4.2 GQDs/PBO改性纖維的拉伸性能分析
        4.4.3 GQDs/PBO改性纖維粘均分子量分析
        4.4.4 GQDs/PBO改性纖維的熱穩(wěn)定性分析
        4.4.5 GQDs/PBO改性纖維的結晶性分析
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]采用α-TDMACuPc改性PBO纖維及其耐紫外老化性能的研究[D]. 王偉平.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]PBO/PIPD復合纖維的制備及其性能的研究[D]. 毛嬌.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]POSS改性PBO復合纖維的制備及其性能研究[D]. 程浩.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[4]PBO模型化合物的制備及聚合研究[D]. 李大龍.哈爾濱工業(yè)大學 2012



本文編號：3160074