石墨烯/聚乙烯醇/聚偏氟乙烯复合薄膜的结构形貌与电学性能研究

发布时间：2021-03-25 07:46

　　科学研究表明,聚偏氟乙烯具有良好的物理与化学稳定性,且相对于大多数聚合物材料,拥有较高的介电常数,因此其被广泛用于柔性介电材料的研究工作中。但是,单一聚偏氟乙烯的介电常数仍然较低,无法满足人们对高介电性能材料的要求。于是科研工作者们通过把一种或多种导电材料作为填料添加到聚合物基体中,从而制备出多相复合的聚合物介电材料。这种方法能够充分发挥出每种材料的优点,以满足人们对具有高介电性能、轻型、柔性材料的需求。石墨烯因其拥有优良的力学性能、高的电子传递能力以及相对较低的生产成本等优势而受到研究者的广泛关注,目前多将其直接分散在聚合物中提高聚合物的介电性能。但是由于石墨烯本身较高的比表面能,使其非常容易团聚,不能均匀分散在聚合物基质中。因此在我们工作中,采用聚乙烯醇对氧化石墨烯进行非共价键修饰,利用聚乙烯醇上的羟基与氧化石墨烯的含氧基团之间的氢键相互作用,实现对氧化石墨烯的包裹效果,提高其还原后在聚偏氟乙烯基体中的分散性,最终得到介电性能优良的复合材料。本论文对复合材料的研究工作主要从以下几个方面开展:（1）采用Hummers方法制备氧化石墨烯,并对其结构、形貌进行表征分析;通过XRD衍射光谱... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 石墨烯简介
        1.1.1 石墨烯结构
        1.1.2 石墨烯性能
        1.1.3 石墨烯制备方法
        1.1.4 石墨烯的表征
        1.1.5 石墨烯的改性
    1.2 聚乙烯醇（PVA）简介
        1.2.1 聚乙烯醇（PVA）的性质与应用
    1.3 聚偏氟乙烯（PVDF）简介
    1.4 电介质材料概述
        1.4.1 电介质简介
        1.4.2 电介质极化类型
        1.4.3 电介质表征参数
        1.4.4 聚合物电介质复合材料
    1.5 论文研究意义及内容
第2章 实验材料及表征方法
    2.1 实验材料
    2.2 表征方法
        2.2.1 X射线衍射（XRD）
        2.2.2 紫外光谱（UV）
        2.2.3 红外光谱（FT-IR）
        2.2.4 原子力显微镜（AFM）
        2.2.5 扫描电子显微镜（SEM）
第3章 石墨烯制备、氧化石墨烯结构形貌分析以及PVDF晶型结构分析
    3.1 材料制备
        3.1.1 氧化石墨烯的制备
        3.1.2 还原石墨烯的制备
    3.2 GO和RGO晶体结构分析
    3.3 GO和RGO光谱学分析表征
        3.3.1 UV光谱分析
        3.3.2 FT-IR光谱分析
    3.4 GO形貌分析
        3.4.1 AFM分析GO形貌与厚度
        3.4.2 SEM分析GO表面形貌
    3.5 聚偏氟乙烯晶体结构分析
        3.5.1 XRD分析不同温度下聚偏氟乙烯的晶相
        3.5.2 FT-IR分析不同温度下聚偏氟乙烯的晶相
    3.6 小结
第4章 石墨烯/聚乙烯醇/聚偏氟乙烯基纳米复合薄膜的形貌结构和介电性能研究
    4.1 复合材料制备
    4.2 复合粒子表征分析
        4.2.1 GO/PVA复合粒子红外光谱分析
        4.2.2 GO/PVA复合粒子的形貌
    4.3 GO/PVDF、GO/PVA/PVDF在溶剂中分散性
    4.4 RGO/PVA/PVDF复合薄膜表征分析
        4.4.1 RGO/PVA/PVDF复合薄膜XRD分析
        4.4.2 RGO/PVA/PVDF复合薄膜红外光谱分析
        4.4.3 荧光显微镜分析RGO/PVA/PVDF复合薄膜形貌
        4.4.4 SEM显微镜分析RGO/PVA/PVDF复合薄膜形貌
        4.4.5 RGO/PVA/PVDF复合薄膜介电性能分析
        4.4.6 RGO/PVA/PVDF复合薄膜导电性能分析
    4.5 小结
第5章 总结
参考文献
作者简介
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Direct synthesis of graphene nanosheets support Pd nanodendrites for electrocatalytic formic acid oxidation[J]. 杨苏东,陈琳.  Chinese Physics B. 2015(11)
[2]Tunable electromagnetically induced transparency at terahertz frequencies in coupled graphene metamaterial[J]. 丁国文,刘少斌,章海锋,孔祥鲲,李海明,李炳祥,刘思源,李海.  Chinese Physics B. 2015(11)
[3]石墨烯/高分子复合薄膜的制备及应用[J]. 于小雯,石高全.  高分子学报. 2014(07)
[4]聚偏氟乙烯β相形成的研究进展[J]. 麦忠海,徐玉亭,谢琪,梁成露,杨伟,谢邦互,杨鸣波.  工程塑料应用. 2014(04)
[5]聚偏氟乙烯在不同衬底上的结晶行为研究[J]. 胡成龙,黄成龙,鲁少林,陈阳,张卫红,陈建.  光散射学报. 2014(01)
[6]石墨烯的表征方法[J]. 彭黎琼,谢金花,郭超,张东.  功能材料. 2013(21)
[7]大尺度介观电学输运在纳米结构石墨烯中的实现[J]. 张海婧,沈平.  物理. 2013(07)
[8]微纳器件热传导中的基础物理问题[J]. 张刚,黄少云.  物理. 2013(02)
[9]石墨烯的制备、表征与特性研究进展[J]. 李兴鳌,王博琳,刘忠儒.  材料导报. 2012(01)
[10]石墨烯弛豫性能的分子动力学模拟[J]. 韩同伟,贺鹏飞.  物理学报. 2010(05)



本文编号：3099331