膨脹石墨插層功能復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、功能復(fù)合材料因其具有特性各異的性能，而被廣泛研究與應(yīng)用。本論文以膨脹石墨為主體，通過不同方法，制備了聚合物基石墨導(dǎo)電納米復(fù)合材料和金屬氯化物插層石墨復(fù)合物。主要包括以下內(nèi)容： 在本課題組以前工作的基礎(chǔ)上，采用一步法合成了環(huán)狀硫醚酮低聚物，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征與分析，研究了不同反應(yīng)物濃度對環(huán)狀物產(chǎn)率的影響，和不同溫度下進(jìn)行的開環(huán)聚合反應(yīng)及產(chǎn)物的性質(zhì)。結(jié)果表明，在動態(tài)升溫的過程中，環(huán)狀硫醚酮及其與含有線性低聚物的環(huán)狀混合物可以進(jìn)行無催

2、化，快速的開環(huán)聚合反應(yīng)，環(huán)狀物的熔點可以通過加入線性低聚物的方法來降低，含有80﹪線性低聚物的環(huán)狀物可以在390℃進(jìn)行反應(yīng)，所得產(chǎn)物的熔點為316℃。 選取聚苯硫醚(PPS)聚合物樹脂為基體材料，以超聲處理的膨脹石墨S-EG和未經(jīng)處理的膨脹石墨EG為導(dǎo)電填料，采用熔融插層的方法，制備了低滲閾閥值分別為1﹪和2﹪的PPS/S-EG和PPS/EG聚合物石墨納米復(fù)合材料。并對復(fù)合材料的微觀形態(tài)、導(dǎo)電性能、力學(xué)性能和熱性能等進(jìn)行了分析與

3、測試。結(jié)果表明，復(fù)合材料中石墨片層達(dá)到了納米級分散S-EG和EG的加入，復(fù)合材料的電導(dǎo)率值提高了約10個數(shù)量級，增強了復(fù)合物的耐熱性能，加速了聚合物PPS的成核過程，提高了其結(jié)晶度。PPS/S-EG納米復(fù)合材料的導(dǎo)電性能、力學(xué)性能及熱性能均優(yōu)于PPS/EG納米復(fù)合材料。 采用溶液插層的方法制備了聚醚砜(PES)/EG納米復(fù)合導(dǎo)電材料。對不同EG含量下的復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性能、力學(xué)性能、熱性能、密度等進(jìn)行了分析測試。研究結(jié)果

4、表明，所制備的PES/EG復(fù)合材料具有高電導(dǎo)率、低滲閾閥值(其值低于2wt﹪)。當(dāng)EG含量為30﹪時，電導(dǎo)率值 151S/cm，EG的加入，使得PES/EG復(fù)合材料的密度增大，吸水率降低。并制備了具有不同流場形狀的PES/EG復(fù)合材料雙極板，該雙極板具有高的導(dǎo)電率、彎曲性能，較低的密度、吸水率，及接觸電阻和良好的耐腐蝕性能。通過熔鹽法制備了具有較強穩(wěn)定性的I階FeCl<,3>插層膨脹石墨復(fù)合物(FeCI<,3>-EGIC)，進(jìn)行還原反應(yīng)