石墨烯材料增强高分子基复合材料的制备与性能研究
[Abstract]:Graphene is an ideal reinforcement for polymer matrix composites because of its excellent properties and structural properties. Therefore, the electrical conductivity of graphene reinforced bacterial cellulose (BC) and the thermal properties of epoxy resin were studied in this paper. The conductive composite film of GNPs/BC was prepared by using nano-graphite (GNPs) to improve the conductivity of BC. The multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) / BC) conductive composite films were also prepared as a comparison. The dispersion stability of GNPs and MWCNT in anhydrous ethanol solution containing 0.3 wt% dodecylbenzene sulfonate, 0.3wt100 and anhydrous ethanol without surface treatment agent was studied. The results show that the dispersion stability of GNPs in pure absolute ethanol solution is the best, and that in anhydrous ethanol solution containing 0.3wt100 is the best. Based on the above results, GNPs/BC conductive composite membranes were prepared by ultrasonic method and impregnation method, respectively, and MWCNT/BC conductive composite membranes were prepared in MWCNT- anhydrous ethanol suspensions (containing 0.3wt100). The field emission scanning electron microscope (FESEM) analysis results show that the sheet GNPs is successfully embedded into the surface layer of BC nanofiber network after effective physical (ultrasonic) and chemical (surface treatment agent) treatment. The rod-shaped MWCNT is uniformly inserted into the pores of the BC film. The conductivity of the composite membrane was measured by four probe method, and the quality change of the film before and after the composite was measured. The results show that the conductivity of the composite membrane prepared by ultrasonic method is higher than that by impregnation method. The maximum filling capacity of the BC-based composite membrane prepared by ultrasonic method is 8.7 wt. the maximum conductivity of the composite membrane is 4.5 S / cm, and the maximum filling amount of MWCNT in the substrate is 13.9 wts. the maximum conductivity of the composite membrane is 1.2 S-1 路cm. The thermal properties of epoxy resin were studied by multilayer graphene oxide (MGO). At first, the effect of MGO content (0.5%) on the curing process of epoxy resin was studied by differential scanning calorimetry (DSC). With the increase of the content of MGO (0.5 wt%), the blocking effect on the glass transition of epoxy resin at the initial and late curing stage was gradually enhanced, but when the content increased from 1wt% to 2wt%, the hindrance became weaker. Epoxy resin matrix composites with different MGO content (0.5 ~ 1U ~ (-2) W ~ (-1) were prepared by in-situ polymerization. The peeling and dispersion states of MGO in epoxy resin matrix were analyzed by wide angle X-ray diffraction (WAXD) and FESEM, respectively. The results show that when the content of MGO is lower than 3 wt%, it is well peeled off and uniformly dispersed in the matrix. However, when the content of MGO reached 3wt%, the thermal properties of the composite were measured by stacking and agglomeration. The composites have the highest thermal stability and maximum thermal conductivity (2.03 times higher than the pure resin matrix), and the thermal expansion coefficient is 23% less than that of the pure resin matrix.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB332
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,本文编号:2146050
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