文档介绍：青岛大学
硕士学位论文
氧化石墨及其聚合物纳米复合材料的制备及表征
姓名:张磊
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:唐建国;刘海燕
20090609
摘要关键词:氧化石墨;纳米薄片;聚合物;纳米复合材料是一种优良的复合材料填充剂,成为近年来纳米复合材料的一个重要研究方向。本文首先选用椒ㄖ票秆趸ǎ褂迷K胤治霾舛ㄆ溲趸潭龋基等,这些极性基团的存在使氧化石墨具有很好的亲水性。通过对氧化过程的研究形貌进行表征,并使用红外光谱和湎哐苌浞治龆云浣峁菇蟹治觥=峁允境醇这种典型的端羟基聚合物接枝到氧化石墨表面。使用红外光谱分析和元素分析对纳米复合材料是当前材料科学领域的一个研究热点,涉及多种学科,具有极大的理论和应用价值。氧化石墨原料易得,成本低廉,且具有良好的物理和化学性能,使用和傅里叶红外分析对氧化石墨形成前后的结构及形貌进行了表征。红外分析结果显示氧化石墨片层上存在大量的含氧基团如羰基、羟基、羧基、环氧发现,石墨原料和高锰酸钾的用量配比、低温反应时间对产物的氧化程度影响较大,高温反应时温度过高则会使含氧基团受热分解从而影响产物结构。其后,将制备的氧化石墨在超声波作用下,在水和乙醇溶剂中制备氧化石墨悬浮液。通过和慕峁贡碚鹘峁允荆∫褐醒趸ū话氤纳米薄片,具有良好的分散效果。采用超声分散法制备了聚乙烯醇/氧化石墨纳米复合材料,使用云浔砻声分散法使氧化石墨均匀的分散在聚合物基体中形成层离型复合材料。该方法可以被用于多种水溶性聚合物。对于疏水性聚合物,通过溶液结晶的方法,使聚乙烯在制备好的氧化石墨纳米薄片表面结晶,从而对其片层进行物理改性。碚鹘峁惫鄣南允玖烁男院笱化石墨纳米薄片的形貌,尺寸左右的聚乙烯片晶分散在氧化石墨纳米薄片表面。红外分析和湎哐苌浞治鼋峁砻骶垡蚁┢У拇嬖诙匝趸憔哂支撑作用,且能较好的保留氧化石墨片层原有的化学和结构特性。选用甲苯二异氰酸酯对氧化石墨进行表面化学改性,并在此基础之上将聚乙二产品进行表征,表征结果清晰地反映了匝趸ǖ幕Ц男怨桃约熬垡叶醇的接枝反应过程。接枝后的氧化石墨纳米薄片与聚合物基体具有良好的相容性。
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导师签名:删日期州月,七不保长论文作者签名:弓膨吞呵呒啄瓴纹鋐日期:力妒年办趔学位论文独创性声明学位论文知识产权权属声明本人声明,所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。文中依法引用他人的成果,均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成本人如违反上述声明,愿意承担由此引发的一切责任和后果。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品,知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为青岛大学。朐谝陨戏娇蚰诖颉啊旧鞯陌嫒ü榍嗟捍笱校淳砜桑魏蔚ノ患叭魏胃鋈瞬坏蒙米允褂果。论文作者签名:本学位论文属于:保密口,在年解密后适用于本声明。学位论文独创性声明、学位论文知识产权权属声明
第一章绪论引言近十几年,纳米复合材料直是材料科学领域的一个研究热点,其定义为至少有一个分散相的一维尺度在涞母春喜牧稀渤浦为杂化材料D擅赘春喜牧现形藁铩⒂谢锘蛴谢铩⒂谢镏涞男同作用,使该类复合材料比相应的宏观或微米级复合材料在各项性能上有较大的提料家族的不断壮大,⑻寄擅坠堋⑹┑刃鲁稍钡挠肯郑L克啬擅赘春喜牧的研究提供了更大的空间。近年来研究得比较热的炭素纳米复合材料包括碳纳米粉体掺入金属、碳纳米管复合材料以及石墨插层纳米复合材料等。其中,碳纳米管复而呈现出许多独特的物理和化学性能。至今,利用具有层状结构的石墨来制备石墨插层纳米复合材料Ⅳ】已有不少报道。但是由于石墨本身不亲水不亲油的性质在一定度与其它物质复合,可以通过两种方法对其进行改性:一是通过热膨胀形成膨胀石石墨经由强氧化剂氧化后可以制备成氧化石墨。氧化石墨片层含有大量的含氧极性基团,如羟基、羧基、环氧基等,具有比表面积大、离子交换能力强等特点,这些特点赋予了其良好的复合能力。同时,以氧化石墨为母体制备的氧化石墨纳米氧化石墨插层纳米复合材料成为了近年来的研究热点,受到人们越来越多的重视。高,甚至在电、磁、热、力学等方面表现出全新的、独特的性能。其中,炭素类纳米材料由于其突出的物理和化学性质被尤为关注。随着炭素材合材料研究的最多,将其与高分子材料进行复合后,可以获得性能优异的纳米复合材料薄M保泊嬖谧乓恍┪侍猓碳纳米管的分散和取向问题,碳纳米管是否在复合材料中均匀分散将直接影响复合材料的性能;杀疚侍猓壳澳擅滋脊艿价格比黄金贵约倍,这大大限制了其