聚對(duì)苯撐苯并雙噁唑（PBO）纖維因?yàn)樽吭降牧W(xué)性能、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性被譽(yù)為“有機(jī)纖維之王”。盡管如此,商用PBO纖維的實(shí)際強(qiáng)度仍與其理論強(qiáng)度有較大的差距。近年來(lái)采用氧化石墨烯,碳納米管等碳納米材料改性PBO纖維的報(bào)道層出不窮,一定程度上彌補(bǔ)了PBO纖維實(shí)際強(qiáng)度與理論強(qiáng)度的差距。而石墨烯量子點(diǎn)（GQDs）作為碳納米材料中新的一員,相比氧化石墨烯,碳納米管,在PBO聚合體系中有著更加突出的溶解性和分散性,而作為PBO纖維增強(qiáng)體的研究卻鮮有報(bào)道。本課題通過(guò)一種簡(jiǎn)易的水熱反應(yīng)方法制備得到了與PBO聚合體系相匹配的羧基化石墨烯量子點(diǎn)。隨后通過(guò)石墨烯量子點(diǎn)與PBO纖維共聚得到GQDs/PBO改性纖維,以到達(dá)制備性能更為優(yōu)異的GQDs/PBO復(fù)合纖維的目的。進(jìn)一步彌補(bǔ)PBO纖維實(shí)際強(qiáng)度與理論強(qiáng)度的差距。首先,通過(guò)水熱反應(yīng)一鍋法制備了羧基化石墨烯量子點(diǎn),探究了反應(yīng)條件對(duì)石墨烯量子點(diǎn)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)中濃硫酸的加入不會(huì)改變石墨烯量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和組成且可以防止石墨烯量子點(diǎn)之間的相互聚集。石墨烯量子點(diǎn)的大小會(huì)隨著水熱反應(yīng)時(shí)間的增加而增大,隨濃硫酸加入量的增加而減小。制備得到的羧基化石墨烯量子點(diǎn)表面含有豐... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外PBO纖維的研究現(xiàn)狀
    1.3 納米碳材料改性PBO纖維研究現(xiàn)狀
    1.4 碳點(diǎn)類材料的分類與發(fā)展
        1.4.1 碳點(diǎn)類材料的分類
        1.4.2 石墨烯量子點(diǎn)的制備方法
        1.4.3 石墨烯量子點(diǎn)的功能化研究進(jìn)展
    1.5 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及實(shí)驗(yàn)裝置
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置
    2.2 羧基功能化石墨烯量子點(diǎn)及改性纖維的制備
        2.2.1 羧基功能化石墨烯量子點(diǎn)的制備
        2.2.2 GQDs/PBO改性纖維的制備
    2.3 纖維的表征手段及性能分析
        2.3.1 聚合物粘均分子量測(cè)試
        2.3.2 紅外光譜測(cè)試
        2.3.3 掃描電子顯微鏡測(cè)試
        2.3.4 透射電子顯微鏡測(cè)試
        2.3.5 原子力掃描探針顯微鏡測(cè)試
        2.3.6 熱重測(cè)試
        2.3.7 X射線衍射測(cè)試
        2.3.8 X射線光電子能譜測(cè)試
        2.3.9 纖維單絲拉伸強(qiáng)度測(cè)試
第3章 羧基功能化石墨烯量子點(diǎn)的制備及表征
    3.1 引言
    3.2 羧基功能化石墨烯量子點(diǎn)的制備及純化流程
    3.3 濃硫酸加入量對(duì)羧基功能化石墨烯量子點(diǎn)的影響
    3.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)羧基功能化石墨烯量子點(diǎn)的影響
    3.5 羧基功能化石墨烯量子點(diǎn)的微觀形貌及結(jié)構(gòu)分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 GQDs/PBO改性纖維的表征與性能研究
    4.1 引言
    4.2 GQDs/PBO改性纖維的制備流程及單體表征
    4.3 聚合反應(yīng)工藝對(duì)改性纖維的影響
        4.3.1 GQDs/PBO改性纖維終止反應(yīng)溫度的確定
        4.3.2 GQDs加入方式對(duì)改性纖維聚合反應(yīng)的影響
        4.3.3 GQDs加入時(shí)間對(duì)改性纖維聚合反應(yīng)的影響
    4.4 GQDs加入量對(duì)改性纖維性能的影響
        4.4.1 GQDs/PBO改性纖維的形貌分析
        4.4.2 GQDs/PBO改性纖維的拉伸性能分析
        4.4.3 GQDs/PBO改性纖維粘均分子量分析
        4.4.4 GQDs/PBO改性纖維的熱穩(wěn)定性分析
        4.4.5 GQDs/PBO改性纖維的結(jié)晶性分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]聚對(duì)苯撐苯并雙噁唑纖維改性技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 盧姍姍,王艷紅,胡楨,黃玉東.  合成纖維工業(yè). 2018(01)
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[3]Hummers法制備氧化石墨烯[J]. 陳芊,楚英豪.  四川化工. 2016(02)
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[6]國(guó)產(chǎn)PBO纖維研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 郭玲,趙亮,胡娟,許偉,嚴(yán)家策.  高科技纖維與應(yīng)用. 2014(02)
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[9]超級(jí)纖維PBO的性能應(yīng)用及研究進(jìn)展[J]. 金寧人,黃銀華,王學(xué)杰.  浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(01)
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博士論文
[1]基于新型第三單體的苯并唑纖維的設(shè)計(jì)制備與性能研究[D]. 王陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]低維碳納米材料的理論研究[D]. 楊濤.西安交通大學(xué) 2014
[3]碳納米管和石墨烯增強(qiáng)PBO復(fù)合纖維的制備及結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 李艷偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]MWNTs/PBO復(fù)合纖維的合成及PBO聚合機(jī)制研究[D]. 李霞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]采用α-TDMACuPc改性PBO纖維及其耐紫外老化性能的研究[D]. 王偉平.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]PBO/PIPD復(fù)合纖維的制備及其性能的研究[D]. 毛嬌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]POSS改性PBO復(fù)合纖維的制備及其性能研究[D]. 程浩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]PBO模型化合物的制備及聚合研究[D]. 李大龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3160074