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导热导电热塑性复合材料的制备及其性能研究

发布时间:2021-04-20 01:06
  聚合物薄膜如热塑性乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚氨酯(TPU)以及工程材料聚丙烯(PP)由于优良的加工性、低成本以及力学性能,在复合材料领域有广泛的应用,但是聚合物材料在导热和抗静电方面有所不足。新型碳材料如石墨烯纳米带(GNRs)、石墨烯等,具有优异的导热导电性能及综合性能,如果使GNRs或石墨烯均匀分散在高分子基体中,能够极大地提升复合材料的导热导电等性能。但是GNRs和石墨烯易团聚,不容易分散于多数有机溶剂中,这一特性不利于它们的深入研发利用。为此,采用掺杂设计思想在纳米填料表面负载导电聚合物,制备了基于不同形貌复合填料的热塑性复合材料,并对所得复合材料的导热和导电性能进行详细研究。具体研究过程和结论如下:采用Hummers法氧化切割MWCNTs以获得氧化石墨烯纳米带(GONRs),在其表面原位聚合聚对苯二胺,再经水合肼还原,得到RGONRs-PPDA纳米复合体,探究了RGONRs-PPDA含量对EVA复合薄膜的阻隔和导热导电性能的影响。研究表明:RGONRs-PPDA掺杂体能够有效地提高填料在有机溶剂中的分散性,有利于其在聚合物基体中实现均匀稳固分布,并且二者发挥协同作用,... 

【文章来源】:福州大学福建省 211工程院校

【文章页数】:78 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 热塑性聚合物简介
        1.2.1 乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的简介
        1.2.2 热塑性聚氨酯(TPU)的简介
        1.2.3 聚丙烯(PP)的简介
    1.3 聚合物材料导热和导电改性研究现状
        1.3.1 聚合物材料导热改性研究现状
        1.3.2 聚合物材料导电改性研究现状
    1.4 石墨烯、石墨烯纳米带和埃洛石纳米管
        1.4.1 石墨烯与石墨烯纳米带简介
        1.4.2 石墨烯与石墨烯纳米带制备及方法
        1.4.3 埃洛石纳米管
    1.5 导电聚合物
    1.6 本文的研究内容、目的与意义
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 研究目的与意义
    1.7 本课题的特色与创新之处
第二章 RGONRs-PPDA/EVA复合膜材的制备及其性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂和原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验过程
    2.3 结构表征与性能检测
        2.3.1 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析
        2.3.2 X-射线衍射(XRD)分析
        2.3.3 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析
        2.3.4 氧气透过率(OTR)测试
        2.3.5 体积电阻率(ρv)测试
        2.3.6 热导率(λ)测试
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 分散性分析
        2.4.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析
        2.4.3 X-射线衍射(XRD)分析
        2.4.4 SEM分析
        2.4.5 复合薄膜断面形貌(FE-SEM)分析
        2.4.6 复合薄膜的阻隔性能分析
        2.4.7 复合薄膜的导电性能分析
        2.4.8 复合薄膜的导热性能分析
    2.5 本章小结
第三章 RGO-PPDA/TPU复合膜材的制备及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂和原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 实验过程
    3.3 结构表征与性能测试
        3.3.1 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析
        3.3.2 X-射线衍射(XRD)分析
        3.3.3 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析
        3.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析
        3.3.5 透射电子显微镜(TEM)分析
        3.3.6 氧气透过率(OTR)测试
        3.3.7 体积电阻率(ρ v)测试
        3.3.8 热导率(λ)测试
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 分散性分析
        3.4.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析
        3.4.3 X-射线衍射(XRD)分析
        3.4.4 SEM分析
        3.4.5 TEM分析
        3.4.6 XPS分析
        3.4.7 复合薄膜的形貌分析
        3.4.8 复合薄膜的阻隔性能分析
        3.4.9 复合薄膜的导电性能分析
        3.4.10 复合薄膜的导热性能分析
    3.5 本章小结
第四章 HNTs-PANI/PP复合材料的制备及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂和原料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 实验过程
    4.3 结构表征与性能测试
        4.3.1 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析
        4.3.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析
        4.3.3 X-射线衍射(XRD)分析
        4.3.4 测试体积电阻率(ρv)测试
        4.3.5 热导率(λ)测试
        4.3.6 测试阻燃性能测试
        4.3.7 测试力学性能测试
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析
        4.4.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析
        4.4.3 X-射线衍射(XRD)分析
        4.4.4 HNTs-PANI/PP复合材料的体积电阻率
        4.4.5 HNTs-PANI/PP复合材料的热导率
        4.4.6 阻燃性能测试分析
        4.4.7 HNTs-PANI/PP复合材料力学性能分析
    4.5 本章小结
本文结论
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士期间的科研成果



本文编号:3148672

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