石墨烯改性聚氨酯复合膜的制备与性能研究

发布时间：2017-02-26 10:04

  本文关键词：石墨烯改性聚氨酯复合膜的制备与性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

《武汉纺织大学》 2015年

石墨烯改性聚氨酯复合膜的制备与性能研究

汪志  

【摘要】：石墨烯由单层碳原子构成的一种二维片层蜂巢晶格的新型纳米碳材料,是世界上已发现最薄、最硬的纳米碳材料。它具备很多其它纳米材料无法具备的优异性能,如优异的电子、机械、热和光电等属性。然而,目前石墨烯的批量合成及其在聚合物基体中应用遇到了很多难题,因其片层结构易于聚集在一起发生大面积团聚,使其在聚合物中很难均匀分散。因此,解决石墨烯在聚合物基体中分散,以及改善其片层与基体界面结合等问题,一直以来都是科学界想解决的问题。本学位论文针对这些难题,采用化学方法大量合成了石墨烯,通过纳晶纤维素辅助分散还原的氧化石墨烯,制备出均一、稳定的片层结构石墨烯水分散液,然后采用溶液共混的方法,实现了对石墨烯在制备过程中对其团聚的控制,制备出高性能聚氨酯纳米复合材料。聚氨酯纳米复合材料,将会在医药、电子、压力传感器等领域具有潜在的应用价值。本论文研究内容如下:(1)采用改进的Hummers方法,制备氧化石墨烯,通过水合肼还原制备石墨烯。通过电镜、拉曼光谱、红外、X射线衍射、元素分析等,表征石墨烯、氧化石墨烯的结构与性质。(2)通过自制的纳晶纤维素辅助分散还原的氧化石墨烯,制备出分散均匀且稳定的石墨烯/纳晶纤维素复合水分散液。然后,采用溶液共混的方法,制备高导电的石墨烯/纳晶纤维素/水性聚氨酯复合膜。研究了纳晶纤维素辅助分散石墨烯,以及分散好的片层石墨烯在水性聚氨酯中的分散问题。当石墨烯质量百分含量为3.0 wt%时,石墨烯/纳晶纤维素/水性聚氨酯复合膜电导率达到最大值4.24×10-3 S cm-1。石墨烯/纳晶纤维素/水性聚氨酯的导电复合膜可能会在压力传感器、医用器材方面具有潜在应用。(3)通过自制的纳晶纤维素辅助分散还原的氧化石墨烯,制备出石墨烯/纳晶纤维素复合粉末,以N,N-二甲基甲酰胺溶剂,将石墨烯/纳晶纤维素复合分散体分散好,然后将均匀分散好的石墨烯与聚氨酯混合。采用湿法成膜方法,制备出石墨烯/纳晶纤维素/聚氨酯复合多孔膜。石墨烯/纳晶纤维素复合分散体的添加提高了复合多孔膜的通透性能,同时赋予了复合多孔膜一定导电性。然而,复合多孔膜力学性能有所下降。我们将继续研究在提高聚氨酯多孔膜通透性,同时不会明显降低聚氨酯多孔膜力学性能方面开展研究。

【关键词】：
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ316.6;TB383.2
【目录】：

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