石墨烯材料增強(qiáng)高分子基復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、石墨烯材料具有優(yōu)異的性能和結(jié)構(gòu)特性，是聚合物基復(fù)合材料的理想增強(qiáng)材料，因此本論文分別進(jìn)行了石墨烯材料增強(qiáng)細(xì)菌纖維素(BC)的導(dǎo)電性能和環(huán)氧樹(shù)脂熱性能的研究。
　　利用納米石墨微片(GNPs)進(jìn)行了提高BC導(dǎo)電性能的研究，制備了GNPs/BC導(dǎo)電復(fù)合膜。作為對(duì)比還制備了多壁碳納米管(MWCNT)/BC導(dǎo)電復(fù)合膜。首先研究了GNPs和MWCNT在分別含有0.3wt％十二烷基苯磺酸鈉、0.3wt％A1100以及不含表面處理劑的無(wú)水乙醇溶

2、液中的分散穩(wěn)定性，結(jié)果表明GNPs在純無(wú)水乙醇溶液中的分散穩(wěn)定性最佳，MWCNT在含有0.3wt％A1100的無(wú)水乙醇溶液中分散穩(wěn)定性最佳?；谏鲜鲅芯拷Y(jié)果，分別通過(guò)超聲法和浸漬法在GNPs-無(wú)水乙醇懸浮液中制備了GNPs/BC導(dǎo)電復(fù)合膜，在MWCNT-無(wú)水乙醇懸浮液中（含有0.3wt％A1100）制備了MWCNT/BC導(dǎo)電復(fù)合膜。場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)分析結(jié)果表明，通過(guò)有效的物理（超聲）和化學(xué)方法（表面處理劑）處理后，片狀

3、GNPs成功地嵌入到BC納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的表層;棒狀MWCNT則均勻地插入到BC膜的孔中。利用四探針?lè)y(cè)量復(fù)合膜的導(dǎo)電率，并測(cè)量了復(fù)合前后膜的質(zhì)量變化。結(jié)果表明:超聲法制備的復(fù)合膜的導(dǎo)電率要高于浸漬法;采用超聲法制備得到的BC基復(fù)合膜，GNPs在基體中的最大填充量為8.7wt％，復(fù)合膜的最高導(dǎo)電率達(dá)到4.5S/cm; MWCNT在基體中的最大填充量為13.9wt％，復(fù)合膜的最高導(dǎo)電率達(dá)到1.2S/cm。
　　利用多層氧化石墨烯(M

4、GO)進(jìn)行了提高環(huán)氧樹(shù)脂熱性能的研究。首先利用差示掃描量熱法研究了MGO含量（0.5、1、2、3wt％）對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂固化反應(yīng)過(guò)程的影響，結(jié)果表明，隨著MGO含量的增加(0.5、1、3wt％)，MGO對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂固化反應(yīng)初期以及固化后期玻璃化轉(zhuǎn)變的阻礙作用逐漸增強(qiáng)，但是當(dāng)其含量從1wt％增加到2wt％時(shí)，這種阻礙作用變?nèi)?。通過(guò)原位聚合法制備了不同MGO含量(0.5、1、2、3wt％)的環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料，并分別利用廣角X射線衍射和FESEM對(duì)