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纳米碳/环氧形状记忆聚合物复合材料的制备及微波驱动性能研究

发布时间:2021-02-26 03:34
  形状记忆聚合物(SMP)是一类可以保持暂时形状,并在外界刺激下回复到初始形状的聚合物,具有密度小、成本低、变形大、生物相容性好等优点,因而近年来引起了智能材料科学家们的强烈兴趣。与其它类型的SMP相比,环氧基SMP(ESMP)拥有较高的力学强度、较强的环境耐久性和较低的合成成本,因而在航空航天等领域具有巨大的潜在应用价值。然而,ESMP的力学强度、热稳定性、驱动方式等性能指标并不能满足其在航空航天等领域的实际应用要求。为了增强ESMP的力学强度、提高其热稳定性、拓展其驱动方式,本论文选择几种结构不同的碳纳米材料作为增强相或功能相,添加到ESMP基体中合成纳米复合材料,研究所制备纳米复合材料的微观结构、力学和形状记忆等性能,为ESMP的实际应用提供有价值的参考。通过剥离氧化石墨(GO)制备热还原氧化石墨(Tr GO),并分别通过溶液混合法和三辊混合法制备Tr GO/ESMP纳米复合材料(Tr GO质量分数1%)。系统比较了两种方法合成的Tr GO/ESMP纳米复合材料的微观结构、力学性能、热稳定性和热驱动形状记忆等性能。研究了Tr GO的质量分数(1%3%)对Tr ... 

【文章来源】:哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】:161 页

【学位级别】:博士

【文章目录】:
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 形状记忆聚合物(SMP)
    1.3 环氧形状记忆聚合物(ESMP)及其复合材料
        1.3.1 ESMP
        1.3.2 ESMP复合材料
    1.4 微波驱动的SMP复合材料
    1.5 不同维度的碳纳米材料
    1.6 本文的主要研究内容
第2章 实验材料与实验方法
    2.1 实验材料与设备
    2.2 热还原氧化石墨(TRGO)与功能化石墨烯(FGSS)的制备
    2.3 CNTS阵列的生长
    2.4 材料结构表征方法
        2.4.1 扫描电子显微镜表征(SEM)
        2.4.2 X射线衍射表征(XRD)
        2.4.3 拉曼表征(Raman)
        2.4.4 傅里叶变换红外光谱表征(FT-IR)
2吸附-脱附表征">        2.4.5 N2吸附-脱附表征
    2.5 材料热性能表征方法
    2.6 材料力学性能表征方法
        2.6.1 拉伸测试
        2.6.2 三点弯曲测试
        2.6.3 动态力学测试
    2.7 材料形状记忆性能表征方法
        2.7.1 热驱动形状记忆性能表征方法
        2.7.2 微波驱动形状记忆性能表征方法
第3章 TRGO/ESMP纳米复合材料的形状记忆与力学性能研究
    3.1 引言
    3.2 石墨、GO和TRGO的结构表征
    3.3 合成方法对TRGO/ESMP复合材料结构与性能的影响研究
        3.3.1 TrGO/ESMP复合材料的合成
        3.3.2 合成方法对TrGO/ESMP复合材料微观结构的影响研究
        3.3.3 合成方法对TrGO/ESMP复合材料力学性能的影响研究
        3.3.4 合成方法对TrGO/ESMP复合材料形状记忆性能的影响研究
    3.4 TRGO含量对TRGO/ESMP复合材料结构与性能的影响研究
        3.4.1 TrGO含量对TrGO/ESMP复合材料微观结构的影响研究
        3.4.2 TrGO含量对TrGO/ESMP复合材料力学性能的影响研究
        3.4.3 TrGO含量对TrGO/ESMP复合材料热性能的影响研究
        3.4.4 TrGO含量对TrGO/ESMP复合材料形状记忆性能的影响研究
    3.5 本章小结
第4章 CNTS阵列/ESMP纳米复合材料的微波驱动形状记忆与力学性能研究
    4.1 引言
    4.2 CNTS阵列的生长研究
    4.3 CNTS阵列/ESMP纳米复合材料的合成
    4.4 CNTS阵列/ESMP纳米复合材料的微观结构表征
    4.5 CNTS阵列/ESMP纳米复合材料的导电导热性能研究
    4.6 CNTS阵列/ESMP纳米复合材料的热性能研究
    4.7 CNTS阵列/ESMP纳米复合材料的微观力学性能研究
    4.8 CNTS阵列/ESMP纳米复合材料的微波加热性能研究
    4.9 CNTS阵列/ESMP纳米复合材料微波驱动形状记忆性能研究
    4.10 本章小结
第5章 不同维度碳/ESMP纳米复合材料的力学与微波驱动形状记忆性能研究
    5.1 引言
    5.2 不同维度碳的结构表征
        5.2.1 微观形貌表征
        5.2.2 晶体结构表征
        5.2.3 结构缺陷表征
        5.2.4 表面化学性质表征
        5.2.5 比表面积和孔结构表征
    5.3 合成方法对MWCNT-COOH/ESMP复合材料力学与微波加热性能的影响研究
        5.3.1 合成方法对MWCNT-COOH/ESMP复合材料微观结构的影响研究
        5.3.2 合成方法对MWCNT-COOH/ESMP复合材料力学性能的影响研究
        5.3.3 合成方法对MWCNT-COOH/ESMP复合材料微波加热性能的影响研究
    5.4 不同维度碳/ESMP纳米复合材料的微观结构表征
    5.5 不同维度碳/ESMP纳米复合材料的力学性能研究
        5.5.1 拉伸性能研究
        5.5.2 三点弯曲性能研究
        5.5.3 动态力学性能研究
    5.6 不同维度碳/ESMP纳米复合材料的微波加热性能研究
    5.7 不同碳增强相拓扑结构/ESMP纳米复合材料的微波驱动形状记忆性能研究
    5.8 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历



本文编号:3051999

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