聚酰胺材料是現(xiàn)如今應(yīng)用范圍最廣的聚合物材料之一,在通用材料領(lǐng)域里的研究已經(jīng)十分廣泛和系統(tǒng),為進(jìn)一步擴(kuò)大聚酰胺材料的應(yīng)用,探索新的聚合物復(fù)合體系是必要的途徑。與此同時(shí),碳材料,例如氧化石墨烯（GO）、碳納米管（CN）、碳纖維（CF）等擁有十分規(guī)整的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的機(jī)械性能以及電性能,在改善和改變聚合物材料結(jié)構(gòu)方面具有突出的優(yōu)點(diǎn)。首先碳材料可以有效改善聚酰胺材料在吸濕性大,低溫韌性差的不足之處;其次石墨烯和碳納米管本身的優(yōu)異特性如,（1）質(zhì)量輕、（2）導(dǎo)電性可控制、（3）高熱穩(wěn)定性,（4）高導(dǎo)熱性,（5）高強(qiáng)度高模量等有助于為絕緣的尼龍材料在電磁等領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供思路。本論文通過原位聚合的方法制備出聚酰胺6/11/氧化石墨烯和聚酰胺6/11/碳納米管復(fù)合材料,并經(jīng)熔融紡絲工藝制備PA6/11/GO和PA6/11/CNT復(fù)合纖維。采用FT-IR測(cè)試復(fù)合材料表面的基團(tuán)變化;通過X射線衍射（XRD）和掃描電鏡（SEM）來表征兩種復(fù)合纖維中的晶體結(jié)構(gòu)和碳納米材料在PA6/11基體中的分散狀態(tài);通過DSC、TG等測(cè)試手段來探究PA6/11/GO及PA6/11/CNT復(fù)合纖維熱性能;并分析了兩種不同結(jié)... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

PA6/11/GO納米復(fù)合切片的制備工藝流程

第二章PA6/11/GO納米復(fù)合纖維的制備及表征20圖2-3氧化石墨烯的FT-IR圖譜Figure2-3TheFT-IRspectrumofGrapheneoxide圖中可以明顯的分辨出GO對(duì)紅外光譜的吸收強(qiáng)度在4000cm-1—400cm-1范圍內(nèi)有著強(qiáng)烈的吸收。此外，在1160cm-1處出現(xiàn)的峰對(duì)應(yīng)-C-O-的伸縮振動(dòng)峰，由此可見氧化石墨烯（GO）經(jīng)初步的改性有一定的效果[69,70]，但是從紅外圖譜中只能看到這一極小的吸收峰，可以表明石墨烯的表面氧化程度不是很高，保留了石墨烯結(jié)構(gòu)的完整性。2.5.2GO的形貌測(cè)試除此之外，通過掃描電鏡（SEM）觀察到所使用的氧化石墨烯的形貌如圖2-3所示，圖中可以明顯的看出團(tuán)聚的氧化石墨烯呈蜂窩狀，內(nèi)層為片層結(jié)構(gòu)，片層厚度在納米尺度范圍內(nèi)；由于納米GO的表面積極大，表面能大，從而導(dǎo)致GO原始材料出現(xiàn)的部分團(tuán)聚現(xiàn)象是意料之中的，接下來的實(shí)驗(yàn)中將會(huì)使其在去離子水溶液中超聲振蕩來預(yù)分散。圖2-4氧化石墨烯的SEM圖Figure2-4ThescanningelectronmicroscopyimageofGrapheneOxide0500100015002000250030003500400045000.530.540.550.560.570.580.590.600.61GOTransmittance(%)wavenumber(cm-1)-C-O-

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文232.5.5PA6/11/GO復(fù)合材料的導(dǎo)電性分析復(fù)合材料的電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果圖2-7所示，從圖中可以明顯的看出添加了納米氧化石墨烯的復(fù)合材料的電導(dǎo)率有明顯的提高，未添加納米氧化石墨烯的共聚PA6/11電導(dǎo)率在1.1×10-11S/m，納米氧化石墨烯添加量在0.50w%--1.00w%范圍內(nèi)的復(fù)合材料電導(dǎo)率在3.5×10-9S/m，可見氧化石墨烯的加入對(duì)材料導(dǎo)電性能的改善程度很大。一方面原位聚合可以有效的提高氧化石墨烯在聚合物基體中的分散效果，另一方面，納米氧化石墨烯的加入對(duì)材料晶體結(jié)構(gòu)的均勻性有明顯改善，表現(xiàn)在結(jié)晶結(jié)構(gòu)更加細(xì)密均勻。這一點(diǎn)也在復(fù)合材料的掃描電鏡（SEM）中得到印證。雖然1.00w%的添加量仍未形成導(dǎo)電通路，但是聚合物的導(dǎo)電性能已經(jīng)達(dá)到抗靜電材料的技術(shù)參數(shù)[72]要求。圖2-7PA6/11/GO復(fù)合材料的電導(dǎo)率Figure2-7TheelectricalconductivityofPA6/11/GOmonofilament2.5.6PA6/11/GO復(fù)合纖維的力學(xué)拉伸性能結(jié)果與分析圖2-8PA6/11/GO復(fù)合纖維的力學(xué)拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長率變化，（a1）為拉伸強(qiáng)度，（a2）斷裂伸長率；對(duì)應(yīng)氧化石墨烯含量為（0w%，0.05w%，0.10w%，0.50w%，1.00w%）.0.00.20.40.60.81.0-5x10-1005x10-101x10-92x10-92x10-93x10-93x10-93x10-94x10-9Electricconductivity(S/m)GOw%ElectricconductivityPA611/GOa1a2

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硅烷化多壁碳納米管/硅橡膠復(fù)合材料的制備和介電性能[J]. 張子靖,劉暢,李如會(huì),吳崇剛,龔興厚,胡濤.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2020(07)
[2]碳納米管改性PA6復(fù)合材料的制備與性能[J]. 陽范文,歐陽閱翰,沈佳豪,孫書情,柳蔚洲,李榮榮,徐蒙蒙,陳安鴻,田秀梅,陳曉明.  工程塑料應(yīng)用. 2019(09)
[3]Synthesis, properties, and applications of graphene oxide/reduced graphene oxide and their nanocomposites[J]. ANDrew T.Smith,Anna Marie La Chance,Songshan Zeng,Bin Liu,Luyi Sun.  Nano Materials Science. 2019(01)
[4]11-氨基十一酸改性PA6的制備及性能研究[J]. 李益仁,湯廉,吉鵬,郝萊丹,唐自遠(yuǎn),王朝生.  合成纖維. 2018(03)
[5]碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料低溫環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析[J]. 陳建瓊,楊萬均,彭京川,張先勇.  裝備環(huán)境工程. 2017(12)
[6]鋁粉改性共聚尼龍6/66的性能研究[J]. 陳神星,汪艷,袁春霞,尹遠(yuǎn).  化工新型材料. 2017(08)
[7]電工用碳納米管/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 張明艷,周誠智,翟兆輝,李明川,王晨,吳子劍.  絕緣材料. 2015(09)
[8]高流動(dòng)性長纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料[J]. 鄭寧來.  合成纖維. 2015(03)
[9]填充型導(dǎo)熱聚酰胺復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 周海堤,趙凱凱,房嫄,楊小瑞,徐華根,李琛駿,劉引烽,王尹杰,孟成銘,陳曉東.  塑料科技. 2014(03)
[10]表面改性對(duì)尼龍6/云母復(fù)合材料性能的影響[J]. 崔文廣,高巖磊,姚清國.  塑料科技. 2011(03)

博士論文
[1]奇—奇數(shù)尼龍1111的壓電和鐵電行為研究[D]. 劉少兵.鄭州大學(xué) 2015

碩士論文
[1]碳納米管添加聚酯復(fù)合材料及纖維制備與性能研究[D]. 馬少鋒.天津工業(yè)大學(xué) 2018
[2]導(dǎo)電聚合物修飾碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 李曉臣.山東大學(xué) 2015
[3]氧化石墨烯納米復(fù)合材料的制備及其性能的研究[D]. 彭展.河南大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3319733