氧化石墨烯/聚乳酸复合材料的制备及其性能研究

发布时间：2021-05-17 11:30

　　聚乳酸（Poly（lactic acid）, PLA）是一种重要的生物可降解材料,但由于脆性大、抗冲击、耐热及亲水性差,限制了其广泛的应用。将聚乳酸与具有优异的机械、导热和亲水性能的碳纳米材料复合改性是当前的研究热点。在碳纳米材料中,氧化石墨烯作为石墨烯的一种重要的衍生物,具有优异的机械性能和超高比表面积,是对聚乳酸进行复合改性的最佳材料之一。本文采用改进的Hummers去制备氧化石墨烯,通过溶液混合法制备（改性）氧化石墨烯/聚乳酸复合材料。分别采用透射电子显微镜（TEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）、X射线衍射（XRD）等分析方法对制备的（改性）氧化石墨烯的微观结构进行表征,采用电子万能试验机、同步热分析仪、视频光学接触角测量仪等对氧化石墨烯及其复合材料的性能进行测试。以二氯甲烷为溶剂,通过溶液混合法制备氧化石墨烯/聚乳酸复合材料,考察了不同氧化石墨烯含量对聚乳酸复合材料性能的影响,探讨了氧化石墨烯对聚乳酸性能增强的机理。另外,利用硅烷偶联剂KH570对氧化石墨烯进行改性,对比了氧化石墨烯和改性氧化石墨烯含量在1.0wt%时对聚乳酸复合材料性能的影响,并探讨了... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 氧化石墨烯简介
    1.2 氧化石墨烯的制备
    1.3 氧化石墨烯的改性
        1.3.1 非共价键改性
        1.3.2 共价键改性
    1.4 氧化石墨烯/聚合物复合材料的制备方法
        1.4.1 原位聚合法
        1.4.2 溶液混合法
        1.4.3 熔融混合法
    1.5 聚乳酸
        1.5.1 聚乳酸的性质
        1.5.2 聚乳酸的改性
    1.6 研究意义和主要研究内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 主要研究内容
第二章 实验方法、原料及设备
    2.1 实验方法
    2.2 实验原料
    2.3 实验设备
    2.4 表征方法
        2.4.1 透射电子显微镜(TEM)分析
        2.4.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析
        2.4.3 X射线衍射(XRD)分析
        2.4.4 拉曼光谱仪(Raman)分析
        2.4.5 热重(TG)分析
        2.4.6 拉伸性能测试
        2.4.7 接触角测试
        2.4.8 吸水率测试
第三章 氧化石墨烯的制备及表征
    3.1 引言
    3.2 氧化石墨烯的制备
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 TEM分析
        3.3.2 FTIR分析
        3.3.3 Raman分析
        3.3.4 XRD分析
        3.3.5 TG分析
        3.3.6 分散性分析
    3.4 本章小结
第四章 氧化石墨烯/聚乳酸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 实验过程
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 氧化石墨烯/聚乳酸复合材料的SEM分析
        4.3.2 氧化石墨烯/聚乳酸复合材料的XRD分析
        4.3.3 氧化石墨烯/聚乳酸复合材料的力学性能分析
        4.3.4 氧化石墨烯/聚乳酸复合材料的TG分析
        4.3.5 氧化石墨烯/聚乳酸复合材料的亲水性分析
    4.4 本章小结
第五章 改性氧化石墨烯/聚乳酸复合材料的制备及其性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 硅烷偶联剂改性GO的机理
        5.2.2 实验过程
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 改性氧化石墨烯的FTIR分析
        5.3.2 改性氧化石墨烯的XRD分析
        5.3.3 改性氧化石墨烯的SEM分析
        5.3.4 改性氧化石墨烯的接触角分析
        5.3.5 改性氧化石墨烯的分散情况分析
        5.3.6 改性氧化石墨烯/聚乳酸复合材料的SEM分析
        5.3.7 改性氧化石墨烯/聚乳酸复合材料的XRD分析
        5.3.8 改性氧化石墨烯/聚乳酸复合材料的力学性能分析
        5.3.9 改性氧化石墨烯/聚乳酸复合材料的TG分析
        5.3.10 改性氧化石墨烯/聚乳酸复合材料的亲水性分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]季铵盐改性氧化石墨烯的制备及其性能研究[J]. 惠昱晨,马晓燕,陈智群,张皋,宋颖,侯秀璋.  无机化学学报. 2013(05)
[2]Preparation and properties of short natural fiber reinforced poly（lactic acid） composites[J]. 于涛,李岩,任杰.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009(S3)
[3]交联增塑对聚乳酸性能的影响[J]. 羊森林,吴智华,杨伟.  塑料工业. 2008(12)
[4]Hummers法制备氧化石墨时影响氧化程度的工艺因素研究[J]. 傅玲,刘洪波,邹艳红,李波.  炭素. 2005(04)
[5]聚乳酸的改性及应用进展[J]. 程蓉,钱欣.  化工进展. 2002(11)



本文编号：3191687