石墨烯/聚醚醚酮复合材料的制备及其结晶动力学研究
发布时间：2021-01-18 01:11
聚醚醚酮（PEEK）是一种高性能半结晶型工程塑料,由于其具有较高的耐磨性,热稳定性,优异的机械性能以及耐化学腐蚀性等,使聚醚醚酮在航空航天,汽车制造等领域应用广泛。石墨烯是一种由sp2碳原子构成的蜂窝状晶体结构的二维新型材料。石墨烯（GE）的发现引起全世界的广泛关注,它是目前世界上最薄的、导电性最好的、强度最大的材料,同时还具有超高的导热系数、较大的比表面积、优异的阻燃性、良好的润滑性等优点。因此,越来越多的研究者往聚合物中添加石墨烯来实现复合材料性能的提高。研究者对聚醚醚酮的结晶行为开展了广泛研究,本文主要研究不同制备方法以及改性石墨烯的聚醚砜（PES）用量对PEEK/GE复合材料结晶行为的影响。本文分别用球磨法和溶液混合法制备不同含量的石墨烯/聚醚醚酮复合材料,通过差式扫描量热仪（DSC）研究PEEK/GE复合材料的非等温结晶过程,石墨烯的加入使PEEK复合材料的结晶度降低,总结晶时间减少。PEEK/GE（1）复合材料的峰值温度随石墨烯含量的增加而增加,成核活性也增加,但是仍比PEEK聚合物的峰值温度低;而在PEEK/GE（2）复合材料中,石墨烯含量为1%的峰...
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
1PEEK和GE/PEEK样品在不同降温速率下非等温结晶DSC热分析图
图 2.3.2 PEEK 及其 PEEK/GE 复合材料从熔融状态以不同降温速率结晶再次以 10oC/min 升温到熔融态所获得的 DSC 曲线EK/GE 复合材料的非等温结晶动力学结晶过程中，降温速率同 Xc(T)之间的关系为[55]： 是结晶温度，Ts是起始结晶温度，Te是终止结晶温度，H 是热E 复合材料相对结晶度与温度的关系如图 2.3.3 所示。可明显观向于类似 S 形，在相对结晶度为 20-80%时，曲线趋近于直线曲线趋于平缓，这表明球晶在结晶过程后期时发生相互碰撞。E 样品曲线会随着结晶速率的增大而逐渐往低温变化，和之前 sesTTcTTdHdTdTX TdHdTdT
图 2.3.3 PEEK 及 PEEK/GE 复合材料相对结晶度与温度的关系非等温结晶过程的结晶时间可以通过下面公式计算[56]：（2.4）因此，根据上述图 2.3.3 相对结晶度与温度的关系，结合方程 2.3 和 2.4，PEEK与 PEEK/GE 复合材料相对结晶度与时间的关系 Xc(t)通过图 2.3.4 来表达。从图中可以看出，不论是通过球磨共混还是溶液共混制备的复合材料，增加降温速率，复合材料的总结晶时间减少，这是由于过快的降温速率导致聚合物分子链可用来重排的时间减少。在相同的降温速率下，含有石墨烯的复合材料比 PEEK 树脂完成结晶过程的时间更快一些，这是由于加入石墨烯的异相成核效应和复合材料趋于形成较小晶粒的共同结果。tsT T
【参考文献】：
期刊论文
[1]亚麻籽麻纤维增强复合材料的制备及其力学性能[J]. 张荫楠,Sayed Waqar Azhar,陈奕文,李洋文,许福军,邱夷平. 纤维复合材料. 2014(03)
[2]玻纤含量对长纤维增强聚丙烯性能的影响[J]. 张志坚,龚颖,卢康利,冉文华,张燕. 工程塑料应用. 2013(01)
[3]不同相组分对高分子材料改性研究的探讨[J]. 陈建兵,郭强,邵先立,孙金亮,聂智军. 化学世界. 2010(12)
[4]UHMWPE非等温结晶动力学研究[J]. 赵梓年,文志红. 现代塑料加工应用. 2005(06)
[5]羧基丁苯-纳米氧化硅复合粉末增韧聚苯乙烯的研究[J]. 袁荞龙,李长喜,张杰,朱孟钦. 功能高分子学报. 2005(03)
[6]聚苯酯/石墨/聚甲醛复合材料的制备及摩擦学性能[J]. 龙春光,王霞瑜. 高分子材料科学与工程. 2004(06)
[7]熔融条件对聚醚醚酮结晶熔融行为的影响[J]. 梅震,方鲲,麦堪成,许家瑞,曾汉民. 工程塑料应用. 1996(03)
博士论文
[1]一种热塑性聚酰亚胺改性聚醚醚酮树脂的研究[D]. 王运良.吉林大学 2012
[2]聚醚醚酮（PEEK）/有机化蒙脱土（OMMT）复合材料的制备及其性能研究[D]. 赵焱.吉林大学 2009
[3]含蒽环聚芳醚酮的分子设计及性能研究[D]. 那莹.吉林大学 2008
[4]含萘环聚芳醚酮聚合物的合成及其热性能研究[D]. 刘思洁.吉林大学 2007
[5]含萘环聚芳醚酮及聚芳醚砜类聚合物的分子设计与性质研究[D]. 牛亚明.吉林大学 2005
[6]用于质子交换膜的磺化聚醚醚酮的合成和性能研究[D]. 刘晨光.吉林大学 2005
[7]CaCO3/PEEK复合材料的制备与性能研究[D]. 周兵.吉林大学 2004
硕士论文
[1]聚乳酸/木粉复合材料结晶行为研究[D]. 吴文迪.长春工业大学 2017
[2]填料类型和分子量对聚醚醚酮结晶行为和形态的影响[D]. 林青.郑州大学 2017
[3]乙烯基酯树脂/改性碳纤维复合材料制备及性能研究[D]. 张修平.长春工业大学 2016
[4]石墨烯对碳纤维增强聚醚醚酮复合材料性能的影响[D]. 刘浏.长春工业大学 2016
[5]纳米氧化锌改性聚酯结晶行为研究[D]. 贾鹏月.沈阳工业大学 2016
[6]石墨烯/聚醚醚酮导电复合材料的制备和性能研究[D]. 杨丽龙.吉林大学 2014
[7]聚丙烯/氢氧化镁复合材料结晶行为研究[D]. 谭长江.北京化工大学 2012
[8]碳纤维增强聚醚醚酮复合材料及其摩擦磨损性能研究[D]. 吴欣鑫.南京理工大学 2012
[9]成核剂对PBT结晶行为的影响[D]. 穆兴文.长春工业大学 2010
[10]磺化聚芳醚酮聚合物静电纺丝行为研究[D]. 于雪峰.吉林大学 2009
本文编号：2983965
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
1PEEK和GE/PEEK样品在不同降温速率下非等温结晶DSC热分析图
图 2.3.2 PEEK 及其 PEEK/GE 复合材料从熔融状态以不同降温速率结晶再次以 10oC/min 升温到熔融态所获得的 DSC 曲线EK/GE 复合材料的非等温结晶动力学结晶过程中，降温速率同 Xc(T)之间的关系为[55]： 是结晶温度，Ts是起始结晶温度，Te是终止结晶温度，H 是热E 复合材料相对结晶度与温度的关系如图 2.3.3 所示。可明显观向于类似 S 形，在相对结晶度为 20-80%时，曲线趋近于直线曲线趋于平缓，这表明球晶在结晶过程后期时发生相互碰撞。E 样品曲线会随着结晶速率的增大而逐渐往低温变化，和之前 sesTTcTTdHdTdTX TdHdTdT
图 2.3.3 PEEK 及 PEEK/GE 复合材料相对结晶度与温度的关系非等温结晶过程的结晶时间可以通过下面公式计算[56]：（2.4）因此，根据上述图 2.3.3 相对结晶度与温度的关系，结合方程 2.3 和 2.4，PEEK与 PEEK/GE 复合材料相对结晶度与时间的关系 Xc(t)通过图 2.3.4 来表达。从图中可以看出，不论是通过球磨共混还是溶液共混制备的复合材料，增加降温速率，复合材料的总结晶时间减少，这是由于过快的降温速率导致聚合物分子链可用来重排的时间减少。在相同的降温速率下，含有石墨烯的复合材料比 PEEK 树脂完成结晶过程的时间更快一些，这是由于加入石墨烯的异相成核效应和复合材料趋于形成较小晶粒的共同结果。tsT T
【参考文献】：
期刊论文
[1]亚麻籽麻纤维增强复合材料的制备及其力学性能[J]. 张荫楠,Sayed Waqar Azhar,陈奕文,李洋文,许福军,邱夷平. 纤维复合材料. 2014(03)
[2]玻纤含量对长纤维增强聚丙烯性能的影响[J]. 张志坚,龚颖,卢康利,冉文华,张燕. 工程塑料应用. 2013(01)
[3]不同相组分对高分子材料改性研究的探讨[J]. 陈建兵,郭强,邵先立,孙金亮,聂智军. 化学世界. 2010(12)
[4]UHMWPE非等温结晶动力学研究[J]. 赵梓年,文志红. 现代塑料加工应用. 2005(06)
[5]羧基丁苯-纳米氧化硅复合粉末增韧聚苯乙烯的研究[J]. 袁荞龙,李长喜,张杰,朱孟钦. 功能高分子学报. 2005(03)
[6]聚苯酯/石墨/聚甲醛复合材料的制备及摩擦学性能[J]. 龙春光,王霞瑜. 高分子材料科学与工程. 2004(06)
[7]熔融条件对聚醚醚酮结晶熔融行为的影响[J]. 梅震,方鲲,麦堪成,许家瑞,曾汉民. 工程塑料应用. 1996(03)
博士论文
[1]一种热塑性聚酰亚胺改性聚醚醚酮树脂的研究[D]. 王运良.吉林大学 2012
[2]聚醚醚酮（PEEK）/有机化蒙脱土（OMMT）复合材料的制备及其性能研究[D]. 赵焱.吉林大学 2009
[3]含蒽环聚芳醚酮的分子设计及性能研究[D]. 那莹.吉林大学 2008
[4]含萘环聚芳醚酮聚合物的合成及其热性能研究[D]. 刘思洁.吉林大学 2007
[5]含萘环聚芳醚酮及聚芳醚砜类聚合物的分子设计与性质研究[D]. 牛亚明.吉林大学 2005
[6]用于质子交换膜的磺化聚醚醚酮的合成和性能研究[D]. 刘晨光.吉林大学 2005
[7]CaCO3/PEEK复合材料的制备与性能研究[D]. 周兵.吉林大学 2004
硕士论文
[1]聚乳酸/木粉复合材料结晶行为研究[D]. 吴文迪.长春工业大学 2017
[2]填料类型和分子量对聚醚醚酮结晶行为和形态的影响[D]. 林青.郑州大学 2017
[3]乙烯基酯树脂/改性碳纤维复合材料制备及性能研究[D]. 张修平.长春工业大学 2016
[4]石墨烯对碳纤维增强聚醚醚酮复合材料性能的影响[D]. 刘浏.长春工业大学 2016
[5]纳米氧化锌改性聚酯结晶行为研究[D]. 贾鹏月.沈阳工业大学 2016
[6]石墨烯/聚醚醚酮导电复合材料的制备和性能研究[D]. 杨丽龙.吉林大学 2014
[7]聚丙烯/氢氧化镁复合材料结晶行为研究[D]. 谭长江.北京化工大学 2012
[8]碳纤维增强聚醚醚酮复合材料及其摩擦磨损性能研究[D]. 吴欣鑫.南京理工大学 2012
[9]成核剂对PBT结晶行为的影响[D]. 穆兴文.长春工业大学 2010
[10]磺化聚芳醚酮聚合物静电纺丝行为研究[D]. 于雪峰.吉林大学 2009
本文编号：2983965
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