石墨烯/聚苯硫醚复合材料制备及热电性能研究

发布时间：2022-02-08 18:36

　　聚苯硫醚（PPS）具有优异的耐高温、耐腐蚀等性能,在航空航天、电子电器等领域已有广泛的应用。然而PPS仍存在导热系数低、抗静电作用差等缺点,限制了其应用范围。本论文以功能化石墨烯作为纳米填料制备PPS基复合材料,研究其对PPS结晶、导电以及导热等性能的影响。主要内容包括以下几部分：首先,采用Na2S作为还原剂制备出还原石墨烯（RGO-Na2S）,通过FT-IR、 XRD、XPS、Raman、SEM以及HRTEM等测试手段对结构进行表征,发现与传统水合肼还原的石墨烯（RGO-N2H4）相比,Na2S法还原的石墨烯其片层内结构缺陷少,片层间通过硫原子连接形成较大片层的石墨烯。结合TG-MS分析方法探索了Na2S还原GO的机理。其次,通过化学接枝和物理改性方法,成功制备了Py-C16-GO（?）TiO2-CNTs-GO,即接枝CPB和碳纳米管（CNTs）修饰的二氧化钛（TiO2）的功能化石墨烯,并对功能化石墨烯的化学结构进行了系统表征。然后,以RGO-Na2S为改性剂,通过熔融共混的方法制备PPS基纳米复合材料,结合HRTEM等测试手段研究RGO-Na2S在PPS基体中的分散效果,在此基础上... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 概述
    1.2 石墨烯基本性能
    1.3 石墨烯的制备方法
        1.3.1 “自上而下”法
        1.3.2 “自下而上”法
    1.4 功能化GO的制备方法
        1.4.1 石墨烯面内共价改性
        1.4.2 石墨烯边缘共价改性
        1.4.3 石墨烯表面官能团改性
    1.5 石墨烯还原机理
        1.5.1 含氧官能团的脱除
        1.5.2 共轭结构的修补
    1.6 石墨烯/纳米复合材料的制备方法
        1.6.1 原位聚合法
        1.6.2 溶液共混法
        1.6.3 熔融共混法
    1.7 聚苯硫醚(PPS)基本性能
        1.7.1 物理性能
        1.7.2 化学稳定性
        1.7.3 耐温性
        1.7.4 阻燃性能
        1.7.5 电绝缘性能
    1.8 聚苯硫醚(PPS)的改性
        1.8.1 结构改性
        1.8.2 共混改性
    1.9 论文研究意义和内容
        1.9.1 论文研究意义
        1.9.2 论文研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂
    2.2 反应装置
    2.3 实验步骤
        2.3.1 氧化石墨烯(GO)的制备
        2.3.2 还原石墨烯的合成
        2.3.3 功能化氧化石墨烯(GO)的合成
        2.3.4 熔融共混法制备PPS基复合材料
        2.3.5 溶液共混法制备PPS基复合材料
    2.4 测试与表征方法
        2.4.1 红外光谱(FT-IR)
        2.4.2 紫外光谱(UV)
        2.4.3 X射线光电子能谱(XPS)
        2.4.4 X射线衍射(XRD)
        2.4.5 热重分析(TG-MS)
        2.4.6 差示扫描量热法(DSC)
        2.4.7 拉曼光谱(Raman)
        2.4.8 高倍透射显微镜(HRTEM)
        2.4.9 导电性能测试
        2.4.10 拉伸性能测试
        2.4.11 导热性能测试
第三章 硫化钠法制备石墨烯及其还原机理研究
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 RGO-Na_2S的FT-IR表征
        3.2.2 RGO-Na_2S的UV表征
        3.2.3 RGO-Na_2S的XRD表征
        3.2.4 RGO-Na_2S的XPS表征
        3.2.5 RGO-Na_2S的HRTEM表征
        3.2.6 RGO-Na_2S的Raman表征
        3.2.7 RGO-Na_2S的导电性能
        3.2.8 RGO-Na_2S的TG-MS分析及还原机理探究
    3.3 本章小结
第四章 熔融共混法制备石墨烯聚苯硫醚复合材料
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 PPS-RGO-Na_2S复合材料的FT-IR表征
        4.2.2 PPS-RGO-Na_2S复合材料的XPS表征
        4.2.3 PPS-RGO-Na_2S复合材料的SEM表征
        4.2.4 PPS-RGO-Na_2S复合材料的热性能
        4.2.5 PPS-RGO-Na_2S复合材料的结晶性能
        4.2.6 PPS-RGO-Na_2S复合材料的导电性能
        4.2.7 PPS-RGO-Na_2S复合材料的导热性能
        4.2.8 PPS-RGO-Na_2S复合材料的拉伸性能
    4.3 本章小结
第五章 溶液共混法制备石墨烯/聚苯硫醚复合材料
    5.1 引言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 功能化GO的FT-IR表征
        5.2.2 功能化GO的XPS表征
        5.2.3 功能化GO的TEM表征
        5.2.4 功能化GO的Raman表征
        5.2.5 功能化GO/PPS的FT-IR表征
        5.2.6 功能化GO/PPS的TEM表征
        5.2.7 功能化GO/PPS的热性能
        5.2.8 功能化GO/PPS的结晶性能
        5.2.9 功能化GO/PPS的导电性能
        5.2.10 功能化GO/PPS的导热性能
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
硕士期间发表论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]共聚物聚苯硫醚-聚苯硫醚酮的合成及表征[J]. 陈勇,姚栋夫,蒋文伟,李晶晶,罗芩.  化工新型材料. 2012(11)
[2]有机耐高温纤维的性能和应用[J]. 赵影,刘丽.  化纤与纺织技术. 2012(02)
[3]磺化聚苯硫醚砜的制备和性能表征[J]. 肖慧,李涛,胡祥,李瑞海.  塑料工业. 2011(10)
[4]聚苯硫醚纤维的研究及发展[J]. 李刚,刘婷,陈彦模,张瑜.  合成技术及应用. 2005(03)

硕士论文
[1]聚苯硫醚的合成及抗氧化改性研究[D]. 万继宪.浙江理工大学 2012



本文编号：3615552