發(fā)布時(shí)間：2020-07-03 08:50

【摘要】：石墨烯因其獨(dú)特的二維納米片層結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出良好的力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性能,并且由于對(duì)聚合物基體很好的增強(qiáng)效果,其聚合物復(fù)合材料一直受到人們的廣泛關(guān)注和研究。聚酰亞胺材料作為一種重要的耐高溫聚合物,在航空航天、電子、化工、醫(yī)療等許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。隨著科技的進(jìn)步,人們對(duì)高性能材料的要求越來(lái)越高,傳統(tǒng)的聚酰亞胺產(chǎn)品已無(wú)法滿足人們的需求,對(duì)聚酰亞胺進(jìn)行改性則成為了人們的研究熱點(diǎn),而聚酰亞胺/石墨烯復(fù)合材料則是其中一個(gè)重要方向。本文利用三聚氯氰(TCT)和己二胺(HDM)反應(yīng),合成了高活性分子TCTHDM,通過(guò)核磁測(cè)試和紅外光譜對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。然后將TCTHDM接枝到氧化石墨烯(GO)表面上,得到功能化產(chǎn)物TGO,使用紅外光譜、X射線衍射、拉曼光譜、熱重分析、掃描電鏡和原子力顯微鏡對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明TCTHDM成功接枝到了GO表面,并且與GO相比TGO的熱穩(wěn)定性有了較大提高,在800℃下TGO的殘?zhí)柯蕿?5.6%,相比GO提高了3%。采用二氯亞砜對(duì)GO表面的羧基進(jìn)行活化,將2,6-二溴-4-硝基苯胺接枝到GO表面,再將其表面的硝基還原得到氨基功能化石墨烯MGO,通過(guò)XPS檢測(cè)和紅外光譜證明了MGO的成功合成,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)一步檢測(cè),發(fā)現(xiàn)由于合成過(guò)程中部分含氧官能團(tuán)的脫去,與GO相比MGO的片層間距減小,結(jié)構(gòu)的無(wú)序程度增加,熱穩(wěn)定性增強(qiáng)。以4,4’-二氨基二苯醚(ODA)和均苯四甲酸酐(PMDA)為單體,分別加入功能化氧化石墨烯TGO和MGO,通過(guò)原位聚合的方法制備了兩組聚酰亞胺復(fù)合薄膜(PI/TGO和PI/MGO)。研究表明,加入一定量的功能化氧化石墨烯后,復(fù)合薄膜的力學(xué)性能、熱膨脹性能和吸水率等綜合性能得到改善。在TGO的添加量為0.5wt%時(shí),PI/TGO復(fù)合薄膜的拉伸強(qiáng)度提高了21 MPa,同時(shí)其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為384.9℃,提高了12.6℃。在MGO的添加量為0.1wt%時(shí),PI/MGO復(fù)合薄膜的拉伸強(qiáng)度增加了17.1%,同時(shí)其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為382.7℃,與純PI相比提高了10.4℃。此外,在功能化氧化石墨烯含量提高到2wt%時(shí),PI/TGO復(fù)合薄膜在1 MHz處的介電常數(shù)增大了60.2%,PI/MGO復(fù)合薄膜的電導(dǎo)率增加了4個(gè)數(shù)量級(jí)。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ127.11;TB332
【圖文】：

縱觀碳材料的發(fā)展史，從最早期發(fā)現(xiàn)的石墨和金剛石，到 1985 年克羅脫（Kroto, H.W.）等人制得的富勒烯[2]，以及后來(lái) 1991 年由日本科學(xué)米管[3]，每一次碳材料的進(jìn)步都會(huì)引發(fā)科學(xué)界的廣泛關(guān)注，引起一陣科研著人們對(duì)碳材料家族逐步深入的研究，直到 2004 年，由英國(guó)曼徹斯特大蓋姆（A.K. Geim）和康斯坦丁·諾沃肖羅夫（K.S. Novoselov）通過(guò)微機(jī)成功地制得并發(fā)現(xiàn)了石墨烯[4]，此前傳統(tǒng)理論認(rèn)為二維晶體在熱力學(xué)上無(wú)而石墨烯的出現(xiàn)打破了這一觀點(diǎn)。石墨烯由于其優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)2004 年被首次發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直備受人們的研究與關(guān)注，有關(guān)石墨烯的文章也的增長(zhǎng)趨勢(shì)[5]。石墨烯 石墨烯的結(jié)構(gòu)

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文個(gè) p 軌道電子形成一個(gè)大π鍵。石墨烯中碳碳鍵的大的碳碳鍵賦予了石墨烯優(yōu)異的力學(xué)性能。實(shí)際上意義上的二維晶體。如圖 1-1 所示，通過(guò)透射電鏡[6]，這可能是石墨烯作為近乎完美的二維晶體能夠使碳材料家族形成了一個(gè)完整的多維體系。其他碳方式組合而成的，例如零維的富勒烯可以看成是管可以看作是由石墨烯通過(guò)卷曲形成的，而三維的[7]，如圖 1-2 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 余小霞;吳新宇;王海風(fēng);;石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合材料研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代化工;2015年04期

2 吳娟霞;徐華;張錦;;拉曼光譜在石墨烯結(jié)構(gòu)表征中的應(yīng)用[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2014年03期

3 來(lái)常偉;孫瑩;楊洪;張雪勤;林保平;;通過(guò)“點(diǎn)擊化學(xué)”對(duì)石墨烯和氧化石墨烯進(jìn)行功能化改性[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2013年09期

4 董杰;王士華;徐圓;夏清明;張清華;;聚酰亞胺纖維制備及應(yīng)用[J];中國(guó)材料進(jìn)展;2012年10期

5 李旭;趙衛(wèi)峰;陳國(guó)華;;石墨烯的制備與表征研究[J];材料導(dǎo)報(bào);2008年08期

6 趙忠玲;楊貴寶;徐冬梅;張可達(dá);;用三聚氯氰和己二胺合成均三嗪衍生物的研究[J];化學(xué)研究與應(yīng)用;2008年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 嚴(yán)石靜;石墨烯衍生物及其聚酰亞胺納米復(fù)合膜的制備[D];華南理工大學(xué);2014年

2 賀國(guó)文;聚酰亞胺基介電復(fù)合材料的制備及其性能研究[D];中南大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 李帆;石墨烯/聚酰亞胺柔性復(fù)合薄膜的制備及其性能研究[D];南昌大學(xué);2015年

2 向建軍;氧化石墨烯的功能化及其環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備與性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

3 李磊;石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合薄膜的制備與研究[D];吉林大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2739448