本文關(guān)鍵詞：石墨烯納米導熱復合材料的制備及其性能研究

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【摘要】：本論文主要研究了用兩種聯(lián)苯型液晶分子:4-烯丙氧基-4’-羥基聯(lián)苯(AOBPO)和4,4’-二烯丙氧基聯(lián)苯(DABP)改性三種不同來源的石墨烯:氧化石墨烯(GO),化學還原法石墨烯(rGO),高溫還原法石墨烯(GNS,3000?C的條件下還原),由此制備出了液晶功能化石墨烯:GO-AOBPO,r GO-AOBPO,GNS-AOBPO,GO-DABP,rGO-DABP,GNS-DABP。采用掃描電子顯微鏡、X射線衍射、紅外光譜、熒光光譜、熱分析偏光顯微等對材料的形貌、結(jié)構(gòu)以及液晶與石墨烯間的相互作用力進行表征。此外,文章還用液晶功能化石墨烯與有機硅改性環(huán)氧樹脂預聚物共混,制得了石墨烯納米導熱復合材料;用石墨烯包覆銅納米粒子、氮化鋁及氮化硼填料制得了石墨烯包覆銅納米粒子/氮化鋁及/氮化硼導熱復合材料,并對其導熱、導電性能展開了研究。紅外光譜顯示僅GO-AOBPO之間通過共價鍵(酯基)的形式結(jié)合在一起。熒光光譜顯示氧化石墨烯(GO)、化學還原法石墨烯rGO以及高溫還原法石墨烯GNS分別和AOBPO及DABP液晶復合后,均存在π-π堆積;材料的XRD表征顯示,GO-AOBPO復合材料的平均層間距為0.34 nm。經(jīng)過液晶改性后的化學還原法石墨烯rGO以及高溫還原法石墨烯GNS的結(jié)構(gòu)未受到影響。熱失重實驗證明了液晶對三種不同來源石墨烯的功能化改性。對導熱復合材料的導熱性能測試發(fā)現(xiàn):分別使用經(jīng)過兩種液晶改性的石墨烯材料作為填料的導熱材料,其導熱性能比使用未改性的填料均有所提高。通過施加剪切力場對石墨烯進行誘導取向,復合材料的導熱系數(shù)有大幅度提高。復合材料的導電性也隨著填料含量的增加而提高,材料的導電性在施加剪切力場時(除氧化石墨烯外)亦有所改善,氧化石墨烯填充的導熱復合材料是絕緣的。其中填料的含量達到9 wt%的GNS AOBPO在施加剪切力場后,其導熱系數(shù)提高至1.161 W/(m?K);含9 wt%填料的GNS-DABP在取向后,其導熱系數(shù)提高至1.256 W/(m?K)。對石墨烯包覆銅納米粒子氮化鋁復合導熱材料的性能測試顯示,石墨烯包覆銅納米粒子含量在23 wt%時,導熱系數(shù)大幅度提高到3.908 W/(m?K)。石墨烯包覆銅納米粒子氮化硼導熱復合材料在石墨烯包覆銅納米粒子含量達在10 wt%時,導熱系數(shù)可提高到3.811 W/(m?K)。這兩種導熱復合材料在具有較高導熱系數(shù)的同時,依舊保持著優(yōu)良的絕緣性能。
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TQ127.11;TB332

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