聚苯乙烯-膨化石墨納米層狀復(fù)合材料的高能電子束輻射制備及其性能研究.pdf

1、聚合物與層狀納米無機材料復(fù)合是提高材料熱力學(xué)、力學(xué)性能的有效途徑。膨化石墨(EG)作為層狀納米無機材料，與聚合物復(fù)合不僅能發(fā)揮類似傳統(tǒng)蒙脫土的熱穩(wěn)定性等改性作用，還使材料具有功能性，如：導(dǎo)電性等，具有廣泛的應(yīng)用前景。而與傳統(tǒng)的化學(xué)法相比較，輻射技術(shù)在聚合物合成的應(yīng)用中具有低能耗，潔凈，環(huán)保等優(yōu)點；同時工業(yè)電子加速器以高能電子束作為輻射源，一所能產(chǎn)生的劑量率要比<'60>Co-γ輻射源高出3～4個數(shù)量級，因而可縮短輻照時間，提高生產(chǎn)效率，

2、適合于大批量的輻照加工，易于形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)。 本文以制備聚苯乙烯((PS)/EG納米復(fù)合材料為代表，探索了高能電子束輻射聚合制備聚合物/EG納米復(fù)合材料的新方法，并對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能進行了表征。 1．首次通過特定的生產(chǎn)工藝，用工業(yè)電子加速器輻照預(yù)聚合結(jié)合后聚合的方式成功制得聚苯乙烯/膨化石墨納米層狀復(fù)合材料。TEM觀測表明EG在PS基體中成薄層片狀均勻分布，其厚度為30～80nm，在聚合后復(fù)合物中形成良好的交叉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3、；通過SEM圖和XRD衍射圖可以看出PS已經(jīng)進入EG層間，形成良好的層狀復(fù)合；通過XRD衍射圖和IR圖譜分析可以得出，片層狀的EG顆粒已經(jīng)良好地分散于聚苯乙烯中，并且聚苯乙烯與EG層很可能有鍵的作用，形成化學(xué)復(fù)合。 2．研究了后聚合溫度、后聚合時間和輻照劑量等條件與聚合轉(zhuǎn)化率的關(guān)系，得出：隨著后聚合溫度的提高和后聚合時間的延長，轉(zhuǎn)化率明顯增大，在105℃時，后聚合10h，轉(zhuǎn)化率即可達到90﹪以上，從而可以看出輻照后的苯乙烯具有了

4、很高的活性；而在8～22kGy的范圍內(nèi)，輻照劑量的大小對轉(zhuǎn)化率影響較小。 3．通過改變輻照劑量和膨化石墨的添加量，研究其對聚苯乙烯/膨化石墨復(fù)合材料電學(xué)、熱力學(xué)和力學(xué)性能的影響，得出復(fù)合材料的滲域閥值為2.1﹪，EG的添加量達到10wt﹪時，復(fù)合物的電導(dǎo)率由純PS的10<'-16>S/cm增加到10<'-2>S/cm，具有了良好的導(dǎo)電性能；EG自身的高穩(wěn)定性和與PS層狀結(jié)構(gòu)的化學(xué)復(fù)合，使復(fù)合體系熱的穩(wěn)定性明顯提高，當EG含量達到