水性石墨烯及其聚氨酯復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、本論文主要以改善石墨烯的水溶性，使石墨烯能均勻分散在水性聚氨酯中，從而提高聚氨酯材料的性能。通過將石墨烯進行功能化，然后制備出不同類型和不同粒徑的聚氨酯，采用溶液混合法制備出不同石墨烯含量的聚氨酯/石墨烯復(fù)合材料，并通過紅外、XRD、透射電鏡等手段對它們的結(jié)構(gòu)和性能進行測試和分析。主要內(nèi)容如下:
　　(1)利用聚氧乙烯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物(PEG-b-PDMS-b-PEG，以下簡稱PEPS)對氧化石墨烯進行表面修飾，然后用水

2、合肼還原制備了一種水可分散的功能化石墨烯。通過對功能化石墨烯(FGNs)進行微觀結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)FGNs均勻穩(wěn)定地分散在水中，阻止了石墨烯的堆積。研究了GO的pH值對氧化石墨烯體系穩(wěn)定性的影響。發(fā)現(xiàn)GO的pH在9.0左右時可得到穩(wěn)定分散的體系。
　　(2)制備了兩種粒徑的陰離子聚氨酯，其中粒徑大的陰離子聚氨酯和FGNs混合后發(fā)生了明顯地團聚沉淀，將細粒徑陰離子聚氨酯(AWPU)與功能化石墨烯混合制備了AWPU/FGNs復(fù)合體系，通過

3、XRD、TEM等結(jié)構(gòu)和形貌分析發(fā)現(xiàn)片狀石墨烯在AWPU膠束中均勻分散。TG、DSC等分析發(fā)現(xiàn)AWPU/FGNs的耐熱、氧氣阻隔性能明顯提高。當FGNs的含量為2.0wt％時，AWPU/FGNs的峰值熱釋放速率相比于純AWPU降低了33.4％。
　　(3)將陽離子聚氨酯(CWPU)與功能化石墨烯混合制備了CWPU/FGNs復(fù)合體系，研究發(fā)現(xiàn)FGNs與CWPU之間有靜電相互作用，因此FGNs能更好地分散在CWPU基體中。TEM和SEM