發(fā)布時間：2020-04-02 09:31

【摘要】：石墨烯自問世以來備受國內(nèi)外研究者們的青睞,已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。但其在膠乳中的應(yīng)用還未得到詳細(xì)系統(tǒng)的研究。由于在乳膠制品中天然膠乳應(yīng)用最廣,所以探究石墨烯在天然膠乳中的應(yīng)用對膠乳行業(yè)的發(fā)展和石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬具有重要意義。本課題首先探究了石墨烯水分散體的最佳制備工藝,然后研究了天然膠乳膠凝與成膜的工藝條件,繼而在天然膠乳最佳成膜條件的基礎(chǔ)上添加石墨烯水分散體,探究石墨烯對天然膠乳各方面性能的影響。論文研究了石墨烯水分散體制備時,表面活性劑的添加比例、研磨時間、高速分散機轉(zhuǎn)速及水分散體濃度等方面對制備出的水分散體質(zhì)量的影響。結(jié)果表明,表面活性劑NF與石墨烯的用量比為1:1時,分散體粘度低、粒徑小;高速分散機轉(zhuǎn)速為15000 r/min,研磨時間為60 min,分散體濃度為2.5%時,制得的石墨烯水分散體穩(wěn)定,粒徑最小。研究了玻璃模型直浸法膠凝成膜的工藝條件,結(jié)果表明,膠乳固含量的增加會使膠乳成膜厚度逐漸增加,二者成正比關(guān)系。膠乳溫度為25℃,模型溫度為45℃-50℃,浸漬時間為30s時,直浸法制得的天然膠乳膜厚度均勻性最好。研究了穩(wěn)定劑KOH的用量對直浸法膠凝成膜厚度的影響,結(jié)果表明:隨著穩(wěn)定劑KOH用量的增加,天然膠乳的粘度逐漸降低,Zeta電位絕對值逐漸增大,但粒徑隨著穩(wěn)定劑用量的增加變化不明顯;預(yù)硫化膠乳成膜厚度呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢,在0.2~0.3份時有最小值;硫化膠膜的交聯(lián)密度、拉伸強度隨KOH用量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,硫化膠膜的拉斷伸長率、水抽出物、溶脹度均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。當(dāng)加入的穩(wěn)定劑KOH干比份數(shù)在0.2~0.3份時,膠膜各方面性能較佳。探究了石墨烯用量和摻雜方式對石墨烯/天然膠乳復(fù)合材料的力學(xué)和導(dǎo)電導(dǎo)熱性能的影響。隨著石墨烯添加量的增加,預(yù)硫化膠乳的穩(wěn)定性逐漸降低,力學(xué)性能逐漸上升,導(dǎo)電導(dǎo)熱性能逐漸上升。對比機械攪拌和高壓均質(zhì)兩種摻雜方式,采用高壓均質(zhì)機進行細(xì)化處理后,復(fù)合材料的力學(xué)性能和導(dǎo)電導(dǎo)熱性能均有較大幅度的提高。
【圖文】：

天然膠乳離心分離后的狀態(tài)[4]

圖 2-2 NF 的添加量對分散時長的影響Fig. 2-2 Effect of the amount of NF added on the dispersion time由圖 2-2 可以看出，石墨烯分散體的分散時長隨著表面活性劑用量的增加呈逐漸下降的趨勢。當(dāng)分散劑用量較小時，物料濕潤分散時間長，耗能高。所以為降低實際生產(chǎn)成本，應(yīng)根據(jù)粒徑和電位的變化趨勢，探究出分散時長隨分散劑用量變化的趨勢。綜上所述，當(dāng)分散劑用量大于 25 克后，，分散時長下降速率逐漸趨于零，故最佳的分散劑用量為 25g。表 2-4 擴散劑 NF 用量對膠乳穩(wěn)定性的影響Tab.2-4 Effect of NF dosage on latex stabilityNF/g 10 15 20 25 30 35 40 45 50電位/mv -40.6 -41.3 -42.3 -44.5 -43.3 -43.2 -42.7 -41.3 -41.1ZETA 電位作為一種膠體的有效參數(shù)能夠定性分析石墨烯水分散液的穩(wěn)定性[82]。當(dāng) ZETA 電位值大于 40 時體系具有較好的穩(wěn)定性，即溶解或分散可以抵抗聚集的能力。由表 2-4 可以看出，石墨烯水分散體的電位值隨著表面活性劑用量的增加呈現(xiàn)逐漸增大并趨于穩(wěn)定的趨勢。NF 作為在弱堿性環(huán)境下能夠電離出 Na+離子使自身帶負(fù)電
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ331.2

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本文編號：2611771