改性石墨烯/聚合物复合材料的制备及其PTC行为研究

发布时间：2021-05-21 08:03

　　导电填料在聚合物基体中的分散性是影响PTC（正温度系数）材料性能优良与否的决定性因素,影响着PTC材料的发展和应用。而导电填料的表面处理往往以炭黑和碳纤维的偶联剂修饰为主,对于石墨烯作为导电填料并对其进行表面接枝改性处理的研究很少。利用溶液法将改性后的石墨烯与聚合物混合制备PTC材料的方法还未见文献报道。本文从提高导电填料在聚合物基体中的分散性、消除NTC（负温度系数）效应及提高PTC材料的稳定性角度出发,对改性石墨烯／聚合物导电复合材料的电学性能及PTC性能的稳定性等方面进行了初步研究。首先,本文选取了导电性高且在有机溶剂中有良好分散性的聚苯胺（PANI）作为改性剂对石墨烯表面进行改性处理。不同于传统的通过范德华力制备石墨烯／聚苯胺的路线,本文采用一种新颖制备方法,通过石墨烯和聚苯胺间形成的酰胺基直接将聚苯胺嫁接到石墨烯表面,从而得到在有机溶剂中分散良好的石墨烯。其次,我们利用溶液法将经聚苯胺改性的石墨烯与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）混合制备了改性石墨烯/PMMA复合体系。结果发现,经聚苯胺改性后的石墨烯能够在PMMA基体中均匀的分布,改性石墨烯/PMMA复合体系的PTC强度为0.7... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 PTC材料的分类
        1.2.1 陶瓷基PTC材料
        1.2.2高分子基PTC材料
    1.3 PTC复合材料的制备方法
        1.3.1 粉末混合法(PM)
        1.3.2 熔融共混法(MM)
        1.3.3 溶液混合法(SM)
    1.4 PTC复合材料的导电理论及PTC效应的机理
        1.4.1 PTC复合材料导电理论的研究
        1.4.2 PTC效应的机理
    1.5 PTC效应的影响因素
        1.5.1 聚合物基体的影响
        1.5.2 导电填料的影响
        1.5.3 加工工艺的影响
    1.6 提高改善PTC材料的性能
        1.6.1 热处理
        1.6.2 对聚合物基体进行改性
        1.6.3 对导电填料进行改性
    1.7 PTC材料的发展趋势和应用
        1.7.1 PTC材料的发展趋势
        1.7.2 PTC材料的应用
    1.8 课题的提出及主要研究内容
第二章 聚苯胺/石墨烯复合材料的制备与研究
    2.1 引言
    2.2 实验仪器及试剂
        2.2.1 实验所用仪器及试剂
        2.2.2 实验所用设备图
    2.3 实验过程
        2.3.1 氧化石墨烯的制备
        2.3.2 聚苯胺的制备
        2.3.3 GN/PANI复合材料的制备
        2.3.4 测试手段
    2.4 结果与分析
        2.4.1 红外表征
        2.4.2 PANI：GO的质量比对石墨烯包覆效果及其分散性的影响
        2.4.3 不同还原时间对聚苯胺/石墨烯材料微观形貌及分散性的影响
        2.4.4 不同水合肼用量对聚苯胺/石墨烯结晶结构及电导率的影响
    2.5 本章小结
第三章 改性石墨烯/PMMA复合材料的制备及其PTC性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验仪器及试剂
    3.3 实验步骤
        3.3.1 改性石墨烯/PMMA复合材料的制备
        3.3.2 改性石墨烯/PMMA复合材料的测试手段
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 渗流阈值
        3.4.2 复合材料的微观形貌
        3.4.3 复合体系的阻温特性
        3.4.4 复合材料的PTC机理分析
        3.4.5 复合材料PTC效应的稳定性
    3.5 本章小结
第四章 改性石墨烯/PMMA/LDPE复合材料的制备及其PTC性能的研究
    4.1 前言
    4.2 实验仪器及试剂
    4.3 实验步骤
        4.3.1 改性石墨烯/PMMA/LDPE复合材料的制备
        4.3.2 改性石墨烯/PMMA/LDPE复合材料的测试手段
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 改性石墨烯/PMMA/LDPE复合材料的形貌表征
        4.4.2 改性石墨烯/PMMA/LDPE复合材料的渗流阈值
        4.4.3 复合材料的介电性能对石墨烯在聚合物基体中分散性的表征
        4.4.4 改性石墨烯/PMMA/LDPE复合材料的PTC特性
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
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[3]高电活性石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备和表征[J]. 乔伟强,刘丹.  广州化工. 2011(24)
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博士论文
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硕士论文
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[2]高介电常数聚合物基复合材料的研究[D]. 吴鹏飞.苏州大学 2010
[3]溶液法聚乙烯/石墨PTC导电复合材料的研究[D]. 孙守封.中国海洋大学 2009
[4]几种不相容高分子材料导电性及PTC功能化研究[D]. 梁培亮.大连理工大学 2000



本文编号：3199360