功能化氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及性能研究
发布时间：2021-07-20 01:57
石墨烯具有极其优异的机械性能,极高的比表面积以及良好的导电导热性,因而在树脂基复合材料领域具有广阔的应用前景。但是由于石墨烯片层极易团聚,并且其自身的反应惰性以及与树脂的不相容性,导致其在树脂基复合材料中的应用也受到一定的限制。而氧化石墨烯作为石墨烯的衍生物,其表面具有大量的含氧官能团,与基体树脂具有较好的相容性,同时氧化石墨烯仍然保留着石墨烯极大的比表面积、优异的力学性能等特性,因此在树脂基复合材料领域引起了广泛的关注。本文主要以提高环氧树脂的综合性能为研究目标,通过对氧化石墨烯进行不同方式的接枝改性,一方面提高了氧化石墨烯的剥离程度、改善了其分散状态,另一方面利用接枝物质端位的活性官能团与基体树脂发生反应,提高了二者的界面相互作用,最终达到了提高环氧树脂综合性能的目标。本文第一部分首先利用改性Hummers法制备了氧化石墨烯,并利用环氧树脂对氧化石墨烯进行原位接枝改性,表征发现改性后的氧化石墨烯为褶皱状单片层,由原本规整的堆叠方式转变为松散的堆积状态。对其环氧树脂复合材料表征后发现,改性氧化石墨烯在环氧树脂中呈现整体均匀的分散状态,改性后的氧化石墨烯与环氧树脂之间形成了较强的界面相...
【文章来源】： 邢继烨 黑龙江省科学院石油化学研究院
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 石墨烯的简介
1.3 石墨烯的制备
1.3.1 “自下而上”法制备石墨烯
1.3.2 “自上而下”法剥离石墨烯
1.4 氧化石墨烯的结构和制备
1.4.1 氧化石墨烯的结构
1.4.2 氧化石墨烯的制备
1.5 氧化石墨烯的共价功能化改性
1.5.1 利用环氧基进行修饰
1.5.2 利用羟基进行修饰
1.5.3 利用羧基进行修饰
1.6 石墨烯/环氧树脂复合材料制备方法及应用
1.6.1 石墨烯/环氧树脂复合材料制备方法
1.6.2 氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的应用
1.7 本文选题背景与研究内容
1.7.1 本文选题背景
1.7.2 本文研究内容
第2章 实验材料与研究方法
2.1 实验试剂
2.2 实验器材
2.3 表征方法
2.3.1 结构表征
2.3.2 性能测试
第3章 原位接枝氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 氧化石墨烯的合成
3.2.2 原位接枝氧化石墨烯(GO-TDE85)的制备
3.2.3 功能化氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 GO-TDE85的结构与表征
3.3.2 GO-TDE85在环氧树脂中分散状态
3.3.3 GO-TDE85/EP复合材料的断面分析
3.3.4 复合材料力学性能
3.3.5 复合材料动态力学性能和热稳定性
3.3.6 复合材料吸水率
3.4 本章小结
第4章 超支化聚硅氧烷改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 超支化聚硅氧烷接枝氧化石墨烯(GO-HBSiO)的制备
4.2.2 GO-HBSiO/环氧树脂复合材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 GO-HBSiO的结构与表征
4.3.2 GO-HBSiO在环氧树脂中的分散状态
4.3.3 GO-HBSiO/EP复合材料的断面分析
4.3.4 复合材料的力学性能
4.3.5 复合材料的动态力学性能和热稳定性能
4.3.6 复合材料的吸水率
4.4 本章小结
第5章 纳米银线负载还原氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及性能研究
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 纳米银线(AgNWs)的制备
5.2.2 还原氧化石墨烯(rGO)的制备
5.2.3 超支化聚硅氧烷接枝还原氧化石墨烯(rGO-HBSiO)的制备
5.2.4 纳米银线负载还原氧化石墨烯(AgNWs@rGO-HBSiO)的制备
5.2.5 AgNWs@rGO-HBSiO/环氧树脂复合材料的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 AgNWs@rGO-HBSiO结构与表征
5.3.2 纳米导电材料的形貌分析
5.3.3 AgNWs@rGO-HBSiO在环氧树脂中的分散状态
5.3.4 复合材料的动态力学性能
5.3.5 复合材料的导电性能
5.3.6 复合材料的介电性能
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文
本文编号：3291886
【文章来源】： 邢继烨 黑龙江省科学院石油化学研究院
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 石墨烯的简介
1.3 石墨烯的制备
1.3.1 “自下而上”法制备石墨烯
1.3.2 “自上而下”法剥离石墨烯
1.4 氧化石墨烯的结构和制备
1.4.1 氧化石墨烯的结构
1.4.2 氧化石墨烯的制备
1.5 氧化石墨烯的共价功能化改性
1.5.1 利用环氧基进行修饰
1.5.2 利用羟基进行修饰
1.5.3 利用羧基进行修饰
1.6 石墨烯/环氧树脂复合材料制备方法及应用
1.6.1 石墨烯/环氧树脂复合材料制备方法
1.6.2 氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的应用
1.7 本文选题背景与研究内容
1.7.1 本文选题背景
1.7.2 本文研究内容
第2章 实验材料与研究方法
2.1 实验试剂
2.2 实验器材
2.3 表征方法
2.3.1 结构表征
2.3.2 性能测试
第3章 原位接枝氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 氧化石墨烯的合成
3.2.2 原位接枝氧化石墨烯(GO-TDE85)的制备
3.2.3 功能化氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 GO-TDE85的结构与表征
3.3.2 GO-TDE85在环氧树脂中分散状态
3.3.3 GO-TDE85/EP复合材料的断面分析
3.3.4 复合材料力学性能
3.3.5 复合材料动态力学性能和热稳定性
3.3.6 复合材料吸水率
3.4 本章小结
第4章 超支化聚硅氧烷改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 超支化聚硅氧烷接枝氧化石墨烯(GO-HBSiO)的制备
4.2.2 GO-HBSiO/环氧树脂复合材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 GO-HBSiO的结构与表征
4.3.2 GO-HBSiO在环氧树脂中的分散状态
4.3.3 GO-HBSiO/EP复合材料的断面分析
4.3.4 复合材料的力学性能
4.3.5 复合材料的动态力学性能和热稳定性能
4.3.6 复合材料的吸水率
4.4 本章小结
第5章 纳米银线负载还原氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及性能研究
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 纳米银线(AgNWs)的制备
5.2.2 还原氧化石墨烯(rGO)的制备
5.2.3 超支化聚硅氧烷接枝还原氧化石墨烯(rGO-HBSiO)的制备
5.2.4 纳米银线负载还原氧化石墨烯(AgNWs@rGO-HBSiO)的制备
5.2.5 AgNWs@rGO-HBSiO/环氧树脂复合材料的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 AgNWs@rGO-HBSiO结构与表征
5.3.2 纳米导电材料的形貌分析
5.3.3 AgNWs@rGO-HBSiO在环氧树脂中的分散状态
5.3.4 复合材料的动态力学性能
5.3.5 复合材料的导电性能
5.3.6 复合材料的介电性能
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文
本文编号：3291886
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