本文關(guān)鍵詞：六方氮化硼的表面功能化及其聚乙烯醇復(fù)合薄膜的制備

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【摘要】：六方氮化硼(h-BN)是二維片層材料,具有白色的外觀,又因為其結(jié)構(gòu)與石墨類似,固有“白石墨”之稱。隨著人們對石墨烯研究熱潮的興起,其它一些二維片層材料也引起了人們極大的興趣。由于氮化硼具有白色的外觀,絕緣,穩(wěn)定的化學(xué)性能,高機械強度以及良好的導(dǎo)熱性能等,所以在實際應(yīng)用中比如在光學(xué)器件,電子包裝產(chǎn)品以及透明復(fù)合材料等方面可能會比碳材料具有更多的優(yōu)勢。雖然h-BN比石墨具有更高的穩(wěn)定性,熔融溫度接近3000℃,但是如果能夠像改性氧化石墨烯一樣對h-BN進行功能化,那么功能化后的h-BN將會具有更廣泛的實際應(yīng)用。在這種應(yīng)用潛力的驅(qū)使下,更多的人投身到了h-BN剝離及功能化的研究熱潮中。由于h-BN剝離及功能化的工作處于起步階段,所以在以往的研究中,我們發(fā)現(xiàn)想要將h-BN進行剝離,所需的條件較為苛刻,亦或是對環(huán)境有較大污染的溶劑還有繁瑣的處理步驟,本論文我們以漢森溶解度參數(shù)和化學(xué)熱力學(xué)為依據(jù),通過綠色環(huán)保的水熱反應(yīng),只需通過簡單的離心便可得到既剝離又羥基化的氮化硼納米片。為了進一步增加氮化硼納米片的活性位點,調(diào)節(jié)氮化硼與聚合物之間的作用力模式,我們將得到的羥基化氮化硼納米片進一步共價接枝改性并成功制備了高機械強度的聚乙烯醇復(fù)合薄膜。主要內(nèi)容如下:首先我們利用水熱法實現(xiàn)同時h-BN的剝離和羥基化。隨后我們通過透射電鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AFM)等手段直接證明了h-BN已經(jīng)得到了有效剝離。同時我們利用紅外(FTIR)、X射線光電子能譜(XPS)等手段直接證明了所得產(chǎn)物成功羥基化。利用水熱法,使得h-BN不但被剝離而且還同時被賦予了羥基。這為氮化硼納米片(BNNSs)表面進一步引入功能性的基團提供了更多的活性位點。其次我們在所制備的羥基化氮化硼納米片(OH-BNNSs)表面進行功能性基團修飾。通過共價功能化后,BNNSs的表面能有望得到改變,使得功能化后的BNNSs很好的分散在常用溶劑中并且可以促進其在聚合物基質(zhì)中的均勻分散,最后更好的發(fā)揮增強作用。首先我們使用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)與OH-BNNSs反應(yīng),使得BNNSs表面含有氨基,其次利用偶聯(lián)反應(yīng)將兩種不同分子量的聚丙烯酸(PAA)接枝到BNNSs表面,得到BN-PAA復(fù)合材料。利用FTIR我們確認了PAA共價接枝在了BNNSs表面。利用紫外-可見光譜(UV-vis)和Zeta電勢檢測了BN-PAA的穩(wěn)定性,我們發(fā)現(xiàn)接枝十萬分子量的PAA1所得到的BN-PAA1的穩(wěn)定性明顯弱于接枝四十五萬分子量的BN-PAA2。隨后利用熱失重分析(TGA)分析不同投料比其接枝量的變化,我們發(fā)現(xiàn)隨著投料比的增加,接枝量也是逐漸增加的。最后通過動態(tài)光散射(DLS)研究了BN-PAA2對p H的響應(yīng)性,發(fā)現(xiàn)其粒徑大小會隨著p H改變。在堿性條件下,隨著投料比的增加其粒徑變化不大并且與OH-BNNSs相差不多。在中性和酸性條件下,隨著投料比的增加,粒徑逐漸增大且變化明顯。最后我們探究了兩種不同改性的氮化硼(OH-BNNSs和BN-PAA2)在聚乙烯醇(PVA)中的機械性能與光學(xué)性能。隨著氮化硼表面活性基團的不同,氮化硼的相容性與增強效果各不相同,即表面活性基團的數(shù)量越多,氮化硼與PVA的作用位點越多,相容性越好,最后BN/PVA復(fù)合薄膜的機械性能越好,并且少量改性BNNSs的加入還能確保BN/PVA復(fù)合薄膜依舊具有良好的光學(xué)性能。通過對氮化硼的改性,我們改善了氮化硼在聚合物中相容性的問題。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ128.1;TQ320.721

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1 王友善;謝志民;杜星文;;柔性復(fù)合薄膜折疊損傷實驗研究[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2006年08期

2 王麗;石敏;周國慶;左如忠;許育東;蘇海林;伍光;于桂洋;于濤;;2-2型磁電復(fù)合薄膜材料研究現(xiàn)狀[J];金屬功能材料;2010年06期

3 ;復(fù)合薄膜試制小結(jié)[J];塑料;1975年01期

4 胡嘉鵬;耐高壓殺菌的復(fù)合薄膜袋裝食品的生產(chǎn)和標準化[J];食品與發(fā)酵工業(yè);1978年05期

5 李淑蘭;;對843復(fù)合薄膜的剖析[J];防腐與包裝;1986年01期

6 曹庸;;多層交叉復(fù)合薄膜[J];金山油化纖;1987年03期

7 陶宏;;一種新型多層共擠出復(fù)合薄膜[J];金山油化纖;1989年03期

8 石敏;顧倉;許育東;王雷;蘇海林;王云龍;齊三;袁琳;;無鉛多鐵性復(fù)合薄膜材料的研究[J];材料導(dǎo)報;2013年23期

9 龔朝陽;羅學(xué)濤;張穎;程璇;張瑩;;復(fù)合薄膜研究的進展[J];真空;2006年05期

10 陳瑩瑩;張溪文;郭玉;韓高榮;;SiC_xO_y/SnO_2:F/TiO_2復(fù)合薄膜的制備及其性能[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報;2008年06期

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1 高學(xué)文;;多層共擠出復(fù)合薄膜晶點解析[A];中國包裝技術(shù)協(xié)會研討推廣會暨塑料包裝委員會第六屆第三次年會論文集[C];2004年

2 密永娟;歐軍飛;楊生榮;王金清;;聚多巴胺基復(fù)合薄膜的制備及其性能研究[A];甘肅省化學(xué)會第二十七屆年會暨第九屆甘肅省中學(xué)化學(xué)教學(xué)經(jīng)驗交流會論文摘要集[C];2011年

3 李曉光;劉愉快;姚一平;;BiFeO3/La5/8Ca3/8MnO3復(fù)合薄膜的巨磁介電效應(yīng)及高低電阻態(tài)轉(zhuǎn)換行為[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

4 趙巍;賈震;鄂磊;雅菁;劉志鋒;;浸漬提拉法合成鈦酸鉍/二氧化鈦復(fù)合薄膜的研究[A];第十七屆全國高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會摘要集[C];2012年

5 王昊;陳雙俊;張軍;許仲梓;;LDPE/POE/SmBO_3復(fù)合薄膜材料表面蝕刻研究[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

6 朱軍;楊明成;陳海軍;劉克波;趙惠東;張傳國;;γ—射線輻射對尼龍6復(fù)合薄膜性能的影響[A];第6屆輻射研究與輻射工藝學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

7 高雅;南策文;;鐵磁性薄膜的制備和磁電復(fù)合薄膜電控磁性能探究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

8 趙云峰;高陽;;聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚丙烯復(fù)合薄膜的超聲波焊接[A];2010年全國高分子材料科學(xué)與工程研討會學(xué)術(shù)論文集（下冊）[C];2010年

9 李廣;殷景華;劉曉旭;馮宇;田付強;雷清泉;;組分對PI/AlN納米復(fù)合薄膜微結(jié)構(gòu)與介電性能影響研究[A];第十三屆全國工程電介質(zhì)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

10 朱軍;楊明成;陳海軍;劉克波;趙惠東;;尼龍6復(fù)合薄膜的研制及其輻射改性研究[A];科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

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1 陳昌杰;聚乙烯醇在復(fù)合薄膜中的應(yīng)用[N];中國包裝報;2005年

2 張文英;我國多層共擠設(shè)備亟待發(fā)展[N];中國化工報;2003年

3 林其水;常用軟包材的特性和應(yīng)用[N];中國包裝報;2007年

4 趙世亮;復(fù)合薄膜的曲率與材料的熱收縮率差異[N];中國包裝報;2011年

5 高學(xué)文;多層共擠復(fù)合薄膜的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[N];中國包裝報;2002年

6 記者 郭新秋、劉文波;多層共擠復(fù)合薄膜在大連誕生[N];中國食品質(zhì)量報;2002年

7 成遠發(fā);復(fù)合薄膜的固化管理[N];中國包裝報;2007年

8 單仁;復(fù)合薄膜基材的品種及性能[N];中國建材報;2006年

9 楊林;新型陶瓷復(fù)合薄膜研制出[N];廣東建設(shè)報;2009年

10 楊;復(fù)合軟包裝基材的特性、應(yīng)用及其開發(fā)[N];中國包裝報;2000年

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1 盧春林;電沉積法制備硫族半導(dǎo)體復(fù)合薄膜及其光催化性能研究[D];中國工程物理研究院;2015年

2 豆義波;層層組裝構(gòu)筑水滑石基復(fù)合薄膜：組裝驅(qū)動力調(diào)控及性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

3 孟祥欽;PZT基雙層壓電復(fù)合薄膜制備及性能研究[D];電子科技大學(xué);2014年

4 唐振華;多重鐵性復(fù)合薄膜的制備及磁—力—電耦合性能研究[D];湘潭大學(xué);2015年

5 朱朋;基于含能復(fù)合薄膜的非線性電爆換能元[D];南京理工大學(xué);2014年

6 時志權(quán);導(dǎo)電聚合物/聚四氟乙烯復(fù)合薄膜的制備與研究[D];南京大學(xué);2010年

7 張明玉;離子交換法制備聚酰亞胺/氧化鋁復(fù)合薄膜及電暈老化機理[D];哈爾濱理工大學(xué);2016年

8 任粒;聚合物基功能復(fù)合材料的設(shè)計、制備及介電和磁性能研究[D];北京科技大學(xué);2016年

9 付立順;基于金銀納米粒子取向的高分子復(fù)合薄膜的壓力敏感行為[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

10 李閩;導(dǎo)電聚吡咯及其復(fù)合薄膜材料新法電聚合與應(yīng)用研究[D];武漢大學(xué);2013年

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1 單文杰;基于界面電荷轉(zhuǎn)移的鉍系復(fù)合薄膜的制備及其光催化性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 程波;PIPS法制備多孔C/TiO_2納米復(fù)合薄膜及其太陽能選擇吸收性能研究[D];浙江大學(xué);2015年

3 宋曉棟;NaYF_4:Yb~(3+),Tm~(3+)/Ag復(fù)合薄膜的制備及其上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)研究[D];遼寧大學(xué);2015年

4 時春華;軟模板法制備中空二氧化硅及其對水性聚氨酯性能的影響[D];陜西科技大學(xué);2015年

5 趙湖鈞;L1_0-FePt/B2-FeRh雙層復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)和磁性[D];西南大學(xué);2015年

6 司e，

本文編號：1261546