功能化石墨烯/聚乙烯醇复合材料的制备及性能研究

发布时间：2021-11-17 23:48

　　采用1-萘磺酸钠非共价修饰石墨烯,得到功能化石墨烯。接着,通过溶液共混法制备出功能化石墨烯/聚乙烯醇复合材料。利用XRD、SEM、TGA、DSC和拉伸测试对复合材料的结构、形貌、热学与力学性能进行分析。结果表明:当功能化石墨烯的添加量为0.5%（wt,质量分数）时,功能化石墨烯与聚乙烯醇之间有良好的相容性,复合材料的拉伸强度和玻璃化转变温度分别提高了25.9%和7.0℃。 

【文章来源】：化工新型材料. 2016,44(12)北大核心CSCD

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

图２ＰＶＡ和ＰＶＡ／ＮＡ－ｒＧＯ断裂面的ＳＥＭ图［（ａ）ＰＶＡ；（ｂ）ＰＶＡ／０．５％ＮＡ－ｒＧＯ；（ｃ）ＰＶＡ／１．０％ＮＡ－ｒＧＯ；（ｄ）ＰＶＡ／２．０％ＮＡ－ｒＧＯ；（ｅ）ＰＶＡ／２．５％ＮＡ－ｒＧＯ］

４４卷２．３ＴＧＡ分析图３为ＰＶＡ和ＰＶＡ／ＮＡ－ｒＧＯ的ＴＧＡ曲线图。对于ＰＶＡ，ＴＧＡ曲线表明其最大热失重发生在约２７０℃。当添加ＮＡ－ｒＧＯ后，ＰＶＡ的热稳定性得到提高，且提高程度与ＮＡ－ｒＧＯ的添加量相关。随着ＮＡ－ｒＧＯ添加量的增加，复合材料最大分解温度逐步提高。当ＮＡ－ｒＧＯ添加量为０．５％时，复合材料最大分解温度约为２８１℃；当ＮＡ－ｒＧＯ添加量增加到２．５％时，复合材料最大分解温度提高至约２８７℃。图３ＰＶＡ及ＰＶＡ／ＮＡ－ｒＧＯ的ＴＧＡ曲线图［（ａ）全图；（ｂ）局部放大图］２．４ＤＳＣ分析采用ＤＳＣ测试了ＰＶＡ及ＰＶＡ／ＮＡ－ｒＧＯ的热力学工程参数，其结果见表２。表中结果表明，ＰＶＡ熔解温度（Ｔｍ）与ＰＶＡ／ＮＡ－ｒＧＯ的相近。然而，与ＰＶＡ相比，ＰＶＡ／ＮＡ－ｒＧＯ的玻璃化转变温度（Ｔｇ）发生较大变化，且变化程度与ＮＡ－ｒＧＯ的添加量相关。随着ＮＡ－ｒＧＯ添加量的增加，复合材料的Ｔｇ逐渐提高。这主要是由于ＰＶＡ与ＮＡ－ｒＧＯ之间发生相互作用，使ＰＶＡ分子链运动受到阻碍，导致其Ｔｇ上升。当ＮＡ－ｒＧＯ添加量为０．５％时，复合材料的Ｔｇ为７６．７℃；当ＮＡ－ｒＧＯ添加量增至２．５％时，复合材料的Ｔｇ提高到７７．９℃。从表２可以看出复合材料的Ｔｇ上升缓慢，这可能是由于随着ＮＡ－ｒＧＯ添加量增大，ＮＡ－ｒＧＯ在ＰＶＡ中的分散性变差所致。表２ＰＶＡ和ＰＶＡ／ＮＡ－ｒＧＯ的

ＮＡ－ｒＧＯ添加量的增加，在２θ＝１３．７°、１６．７°及１９．７°处的衍射峰的强度逐渐减弱；当ＮＡ－ｒＧＯ添加量为２．５％（ｗｔ，质量分数，下同）时，２θ＝１３．７°和１６．７°处的衍射峰消失。这些结果表明ＰＶＡ与ＮＡ－ｒＧＯ之间存在相互作用，使ＰＶＡ的结晶性和分子链规整性发生了改变［１１］。此外，随着ＮＡ－ｒＧＯ添加量的增加，在２θ＝８．９°处的衍射峰发生轻微偏移，这可能是由于ＮＡ－ｒＧＯ与ＰＶＡ之间的相互作用而引起的。图１ＰＶＡ及ＰＶＡ／ＮＡ－ｒＧＯ的ＸＲＤ谱图２．２ＳＥＭ分析图２为ＰＶＡ和ＰＶＡ／ＮＡ－ｒＧＯ断裂面的ＳＥＭ图。对于ＰＶＡ，可观察到其断裂面形貌呈现出层状排列，相对较平滑［图２（ａ）］。当添加ＮＡ－ｒＧＯ后，复合材料形貌发生变化，且变化程度与ＮＡ－ｒＧＯ的添加量相关。当ＮＡ－ｒＧＯ添加量为０．５％时，复合材料的断裂面形貌显得稍微粗糙，层状排列程度有所下降［图２（ｂ）］。随着ＮＡ－ｒＧＯ的添加量逐渐增加，复合材料断裂面的层状排列几乎消失，而且变得更加粗糙。当ＮＡ－ｒＧＯ添加量为２．５％时，在复合材料断裂面处可观察到尺寸较大的颗粒，且同时出现褶皱的现象，这表明ＮＡ－ｒＧＯ在ＰＶＡ中的分散性随ＮＡ－ｒＧＯ添加量的增加而逐渐变差［图２（ｃ）、图２（ｄ）和图２（ｅ）］。图２ＰＶＡ和ＰＶＡ／ＮＡ－ｒＧＯ断裂面的ＳＥＭ图［（ａ）ＰＶＡ；（ｂ）ＰＶＡ／０．５％ＮＡ－ｒＧＯ；（ｃ）ＰＶＡ／１．０％ＮＡ－ｒＧＯ；（ｄ）Ｐ

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3501830