本文關(guān)鍵詞：氟硅烷和石墨烯對玻璃纖維的改性研究

  更多相關(guān)文章： 超疏水 石墨烯/玻璃復(fù)合纖維 力學(xué)性能 石墨烯納米篩

【摘要】：受到自然界荷葉效應(yīng)的啟發(fā),人類開始了超疏水性的研究。材料的超疏水性在自清潔性、金屬防腐、減小摩擦等領(lǐng)域中有廣泛應(yīng)用。本文利用微米級硅纖維為原料,等離子體燒結(jié),隨后再經(jīng)過氟硅烷處理,180℃加熱1h,得到接觸角為157°的超疏水表面,氣孔率為20%,從而使得表面具有一定的粗糙度。砂紙打磨之后,再次測試,接觸角雖有所下降,但仍然可以達(dá)到超疏水性標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)水滴對樣品表面的沖擊速率為10m/s時,水會滲入內(nèi)部,晾干之后疏水性可恢復(fù)。表明樣品表面受到物理和化學(xué)破壞后,內(nèi)部結(jié)構(gòu)并未受到損壞。石墨烯是一種新型的二維納米材料,只有一個原子層厚度。因其特殊的結(jié)構(gòu)而具有很多優(yōu)異的性能,如高的比表面積,超強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度,良好的透光性等。玻璃纖維是一種無機(jī)非金屬材料,具有良好的拉伸強(qiáng)度,耐腐蝕性好,且具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。本文將兩者復(fù)合,壓制成薄片,涂BN加以保護(hù),使用酒精噴燈加熱樣品,利用玻璃的非晶態(tài)性質(zhì),達(dá)到軟化溫度時進(jìn)行人工拉絲操作,得到石墨烯增強(qiáng)玻璃纖維材料,最高拉伸強(qiáng)度達(dá)到471MPa,斷裂伸長率為原絲的67%。石墨烯納米篩也被稱為多孔石墨烯,不僅保留了石墨烯固有的優(yōu)良性質(zhì),而且具有更高的透光率和比表面積。本文就石墨烯納米篩的制備提出一步合成石墨烯納米篩的方法,在Ar氣氛,850℃條件下,氧化石墨烯被還原為石墨烯,FeCl3經(jīng)歷了從FeCl3 →Fe(OH)3→Fe2O3的轉(zhuǎn)變,同時Fe2O3對石墨烯表面進(jìn)行蝕刻,得到石墨烯納米篩。使用XRD、Raman、FI-IR、SEM和TEM對樣品進(jìn)行表征,證明在不破壞石墨烯結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,獲得孔分布均勻、尺寸在50-100nm范圍的石墨烯納米篩。
【關(guān)鍵詞】：超疏水 石墨烯/玻璃復(fù)合纖維 力學(xué)性能 石墨烯納米篩
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ171.77
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 引言9-25
• 1.1 疏水性概況9-14
• 1.1.1 荷葉效應(yīng)9-10
• 1.1.2 超疏水性概念10-11
• 1.1.3 理論模型11-13
• 1.1.4 超疏水性表面的制備方法和應(yīng)用13-14
• 1.2 玻璃纖維14-17
• 1.2.1 玻璃纖維概述14
• 1.2.2 玻璃纖維的分類14-16
• 1.2.3 玻璃纖維的應(yīng)用16-17
• 1.3 石墨烯納米篩17-24
• 1.3.1 石墨烯納米篩概述17
• 1.3.2 石墨烯納米篩的制備方法17-20
• 1.3.3 石墨烯納米篩的應(yīng)用20-24
• 1.4 研究目的與研究內(nèi)容24-25
• 1.4.1 研究目的24
• 1.4.2 研究內(nèi)容24-25
• 2 氟硅烷修飾硅纖維塊體表面的超疏水性可修復(fù)性研究25-32
• 2.1 引言25-26
• 2.2 實驗材料26
• 2.2.1 實驗原料26
• 2.2.2 實驗設(shè)備26
• 2.3 實驗方法26-27
• 2.3.1 實驗方案26
• 2.3.2 樣品測試與表征26-27
• 2.4 結(jié)果與分析27-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 石墨烯/玻璃復(fù)合纖維的制備與力學(xué)性能研究32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 實驗材料32-33
• 3.2.1 實驗原料32-33
• 3.2.2 實驗設(shè)備33
• 3.3 實驗方法33-35
• 3.3.1 實驗方案33-34
• 3.3.2 技術(shù)路線34
• 3.3.3 實驗原理34
• 3.3.4 樣品測試與表征34-35
• 3.4 結(jié)果與討論35-40
• 3.4.1 力學(xué)性能分析37-39
• 3.4.2 微觀機(jī)制39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 4 化學(xué)蝕刻法制備石墨烯納米篩42-51
• 4.1 引言42
• 4.2 實驗材料42-43
• 4.2.1 實驗原料42-43
• 4.2.2 實驗設(shè)備43
• 4.3 實驗方法43-46
• 4.3.1 實驗方案43-44
• 4.3.2 技術(shù)路線44
• 4.3.3 實驗原理44-45
• 4.3.4 樣品的測試與表征45-46
• 4.4 結(jié)果與討論46-50
• 4.4.1 結(jié)構(gòu)分析46-48
• 4.4.2 形貌分析48-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 5 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-56
• 附錄(在讀期間發(fā)表的論文)56-57
• 致謝57

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：773479