石墨烯材料增强高分子基复合材料的制备与性能研究材料学专业论文.docxVIP

研究生优秀毕业论文 声 声 明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 研究生签名： l鱼：!鱼： 少J5 年乡月汐日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对 于必威体育官网网址论文，按必威体育官网网址的有关规定和程序处理。 研究生签名： 函F 年岁月心日 硕士学位论文 硕士学位论文 石墨烯材料增强高分子基复合材料的制各与性能研究 摘 要 石墨烯材料具有优异的性能和结构特性，是聚合物基复合材料的理想增强材料，因 此本论文分别进行了石墨烯材料增强细菌纤维素(BC)的导电性能和环氧树脂热性能 的研究。 利用纳米石墨微片(GNPs)进行了提高BC导电性能的研究，制备了GNPs／BC导 电复合膜。作为对比还制备了多壁碳纳米管(MwCNT)／BC导电复合膜。首先研究了 GNPs和MWCNT在分别含有0．3wt％十二烷基苯磺酸钠、0．3wt％A1100以及不含表面 处理剂的无水乙醇溶液中的分散稳定性，结果表明GNPs在纯无水乙醇溶液中的分散稳 定性最佳，MWCNT在含有0．3wt％A1100的无水乙醇溶液中分散稳定性最佳。基于上 述研究结果，分别通过超声法和浸渍法在GNPs．无水乙醇悬浮液中制备了GNPs／BC导 电复合膜，在MwCNT-无水乙醇悬浮液中(含有O．3wt％A1100)制备了MWCNT／BC 导电复合膜。场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析结果表明，通过有效的物理(超声) 和化学方法(表面处理剂)处理后，片状GNPs成功地嵌入到BC纳米纤维网络结构的 表层：棒状MWCNT则均匀地插入到BC膜的孔中。利用四探针法测量复合膜的导电率， 并测量了复合前后膜的质量变化。结果表明：超声法制备的复合膜的导电率要高于浸渍 法；采用超声法制备得到的BC基复合膜，GNPs在基体中的最大填充量为8．7wt％，复 合膜的最高导电率达到4．5S／cm；MWCNT在基体中的最大填充量为13．9wt％，复合膜 的最高导电率达到1．2S／cm。 利用多层氧化石墨烯(MGO)进行了提高环氧树脂热性能的研究。首先利用差示 扫描量热法研究了MGO含量(0．5、l、2、3wt％)对环氧树脂固化反应过程的影响， 结果表明，随着MGO含量的增加(0．5、l、3wt％)，MGO对环氧树脂固化反应初期以 及固化后期玻璃化转变的阻碍作用逐渐增强，但是当其含量从1wt％增加到2wt％时，这 种阻碍作用变弱。通过原位聚合法制备了不同MGO含量(O．5、1、2、3wt％)的环氧 树脂基复合材料，并分别利用广角X射线衍射和FESEM对MGO在环氧树脂基体中的 剥离和分散状态进行了分析。结果表明，当MGO含量低于3wt％时，MGO在基体中被 良好的剥离并均匀分散，而当MGO的含量达到3wt％时出现了堆垛和团聚。MGO／环氧 树脂复合材料的热性能测量结果表明，2wt％MGO为复合材料的最佳含量，在此含量下 复合材料具有最高的热稳定性和最大的导热率(较纯树脂基体增大了2．03倍)，并且热 膨胀系数较也纯树脂基体减小23％，达到最小。 关键词：导电性，纳米石墨微片，多层氧化石墨烯，固化反应，热性能 硕士学位论文 硕士学位论文 石墨烯材料增强高分子基复合材料的制各与性能研究 Abstract Wjtll excellent performance and structural characteristic．graphene materials are the ideal reinforcers for polymer-based composites，therefore，the electrical conductivity of bacterial cellulose(BC)and thermal properties of multi—layer grapheme oxide(MGO)improved respectively by graphene materials w