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1、本論文采用化學(xué)還原法,利用硼氫化鈉對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行還原處理,得到還原程度較低的石墨烯 P-GN,借助 FT-IR、XRD、UV-vis、Raman、元素分析對(duì)樣品結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:制備了含有部分含氧官能團(tuán)(-OH、-COOH等)的分散性比較好的石墨烯。通過(guò)溶液共混法制得了聚氨酯/石墨烯P-GN/WPU導(dǎo)電膜,并就P-GN的加入對(duì) P-GN/WPU導(dǎo)電膜力學(xué)性能、耐水性、導(dǎo)電性的影響進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:與純的水性聚氨酯膜相比,P
2、-GN添加量為0.8wt%的時(shí)候,力學(xué)性能從29.6 MPa提高到37.4 MPa,提高了近30%,但P-GN的增加使P-GN/WPU導(dǎo)電膜的斷裂伸長(zhǎng)率有所降低。導(dǎo)電閾值石墨烯含量為1.2wt%,此后導(dǎo)電性能趨于穩(wěn)定。在石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.6 wt%時(shí),吸水率達(dá)到60.07%,涂膜溶脹程度最低。
利用IPDI改性了上述石墨烯,并通過(guò)原位聚合法制備了復(fù)合水性聚氨酯導(dǎo)電膜I-GN/WPU,借助拉伸測(cè)試、高阻測(cè)試等手段,探討了加入
3、的改性石墨烯I-GN的含量對(duì)I-GN/WPU導(dǎo)電膜力學(xué)性能、耐水性、電學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:IPDI成功的接枝到石墨烯上,以此為基礎(chǔ)合成的I-GN/WPU導(dǎo)電膜拉伸強(qiáng)度略有提高,添加量為0.5wt%的時(shí)候,力學(xué)性能從29.6 MPa提高到33.3 MPa,并且斷裂伸長(zhǎng)率也增大。當(dāng)I-GN含量為1wt%時(shí)I-GN/WPU體積電阻率達(dá)到1.65×108Ω·cm,與純水性聚氨酯膜相比提高了3個(gè)數(shù)量級(jí),此后的I-GN/WPU導(dǎo)電膜的電阻率基本
4、不變。在I-GN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.5 wt%時(shí),耐水性能最好,為44.02%,耐水性增大一倍以上,涂膜溶脹程度最低。與共混法制備的涂膜相比,原位聚合法方法制備的I-GN/WPU導(dǎo)電膜在力學(xué)性能上略降低,在耐水性和導(dǎo)電性方面有較大的改善。
利用另一種綠色還原劑抗壞血酸(即Vc)對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行還原處理,得到還原效果比較好的石墨烯V-GN,借助FT-IR、XRD、UV-vis、Raman對(duì)樣品結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:制備的V-GN
5、僅含有少量的含氧官能團(tuán)。通過(guò)溶液共混法制得了聚氨酯/石墨烯V-GN/WPU導(dǎo)電膜,并就石墨烯的加入對(duì)V-GN/WPU導(dǎo)電膜力學(xué)性能、耐水性、導(dǎo)電性的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:溶液共混法合成 V-GN/WPU導(dǎo)電膜的拉伸強(qiáng)度略有提高,添加量為2wt%的時(shí)候,力學(xué)性能從29.6 MPa提高到38.2 MPa,但斷裂伸長(zhǎng)率有所減少,而 V-GN/WPU導(dǎo)電膜體積電阻率達(dá)到1.88×107Ω·cm,比純水性聚氨酯膜增加了4個(gè)數(shù)量級(jí),此后V-GN
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