加工力场对聚丙烯/石墨烯微片纳米复合材料形态和性能的影响研究

发布时间：2020-12-19 11:58

　　石墨烯的发现开辟了一个广阔研究领域,并且目前石墨烯已经实现在多个领域的应用。石墨烯具有高导热性,优异的机械性能和,卓越的导电性能。相较于碳纳米管,石墨烯具有更低的生产成本却有更高的比表面积。因此,石墨烯是用于制备较高机械、导电和导热性能的聚合物基复合材料中的最有前景的纳米填料之一。然而,与其他纳米填料相同,通过熔融共混法制备聚合物/石墨烯纳米复合材料所面临的主要挑战是控制石墨烯在聚合物基体中剥离以及分散程度,即在挤出加工过程中使石墨烯充分剥离和良好分散是非常困难的。因此,本文讨论了石墨烯微片结构和加工力场对聚丙烯（PP）/石墨烯微片（GNPs）复合材料性能的影响。利用FESEM,XRD,DSC,TG,FTIR以及导电、导热和流变性能测量结果,结合经典计算模型和有限元分析,深入分析加工-结构-性能之间的关系。由于在挤出加工过程中GNPs的粒径会发生变化,因此为了更好地分析加工力场对PP/GNPs复合材料形态演变和分散机制的影响,本文将首先讨论GNPs粒径对导电网络形成的影响。具体研究内容如下:（1）采用熔融共混法将五种不同粒径的GNPs以及它们的复配体系加入PP中以制备导电复合材料,以研... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 聚合物/石墨烯纳米复合材料的研究进展
        1.2.2 目前聚合物/石墨烯纳米复合材料研究中存在的问题
        1.2.3 聚合物/石墨烯纳米复合材料潜在应用的展望
    1.3 本文的研究意义与目的、内容和创新点
        1.3.1 研究意义与目的
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 研究创新点
    1.4 本章小结
第二章 实验原料与测试表征
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器和测试方法
        2.2.1 试件形貌结构表征
        2.2.2 试件性能表征
第三章 石墨烯微片的粒径对PP/GNPs纳米复合材料导电网络影响的研究
    3.1 五种不同粒径PP/GNPs纳米复合材料的制备
    3.2 PP/GNPs复合材料
        3.2.1 微观形貌
        3.2.2 表征测试
        3.2.3 导电性能
    3.3 PP/复配GNPs复合材料
        3.3.1 微观形貌
        3.3.2 表征测试
        3.3.3 导电性能
    3.4 本章小结
第四章 PP/GNPs复合材料在不同剪切力场下形貌演变与分散机制的研究
    4.1 模拟和实验条件
        4.1.1 双螺杆挤出机的螺杆构型设计
        4.1.2 剪切力场模拟
        4.1.3 实验条件
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 四种螺杆构型的力场分析
        4.2.2 形貌和分散演变
        4.2.3 量化分散机制
        4.2.4 导电导热测试
    4.3 本章小结
第五章 超声振动对PP/GNPs复合材料结构和性能的影响
    5.1 试样的制备
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 微观形貌
        5.2.2 表征测试
        5.2.3 流变特性
        5.2.4 导电导热性能
    5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]IMPROVED PROPERTIES OF METALLOCENE-CATALYZED LINEAR LOW-DENSITY POLYETHYLENE/POLYPROPYLENE BLENDS DURING ULTRASONIC EXTRUSION[J]. 郭少云.  Chinese Journal of Polymer Science. 2007(04)



本文编号：2925863