多支化聚氨酯及其石墨烯复合材料的制备、表征与性能研究
发布时间：2021-04-29 12:38
石墨烯是一种由sp2杂化结构形成的单层蜂窝状碳原子纳米材料,具有良好的电导、机械和热力学特性,与其他填充材料相比,在聚合物中添加少量的石墨烯能够与聚合物之间形成逾渗网络,显著增加了聚合物材料的机械力学和热力学性能。为了提高石墨烯在聚氨酯的分散性,本文对石墨烯的表面进行了改性,通过溶液共混的方式制备石墨烯/聚氨酯复合材料,通过对复合材料进行分析和表征得到下面结论:（1）采用优化的Hummers法制备氧化石墨烯胶体,通过去离子水稀释且超声剥离后制得氧化石墨烯（GO）。通过傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、拉曼光谱仪（Raman）、Zeta电位仪、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）等对其结构、稳定性和分散性进行了分析,结果发现本实验制备的氧化石墨烯片层较薄且在水中具有良好的稳定性和分散性。（2）将三羟甲基丙烷（TMP）与六亚甲基二异氰酸酯三聚体（Tri-HDI）按照摩尔比1:3充分反应制备出异氰酸酯基（NCO）封端的多支化结构的异氰酸酯中间体A-NCO-6,再将其与聚乙二醇单甲醚（MPEG）按照摩尔比1:6充分反应制得多支化水溶性聚氨酯HBPU。再将HBPU与氧化石墨烯分散液（GO）按...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 石墨烯的综述
1.2.1 石墨烯的来源
1.2.2 石墨烯的结构与性能
1.3 石墨烯的生产方法
1.4 石墨烯的功能化修饰
1.4.1 共价键表面修饰
1.4.2 非共价键表面修饰
1.5 水性聚氨酯概述
1.5.1 水性聚氨酯的发展
1.5.2 水性聚氨酯的类型
1.5.3 水性聚氨酯的物理化学
1.5.4 水性聚氨酯的原料和合成
1.5.5 水性聚氨酯的应用
1.6 聚氨酯/石墨烯复合材料的制备
1.7 本论文的研究背景、方法和意义
1.7.1 研究背景
1.7.2 研究方法
第二章 氧化石墨烯的制备与表征
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验仪与设备
2.2.3 氧化石墨烯分散液的制备
2.2.4 测试与表征
2.3 结果与分析
2.3.1 GO在水中的分散情况
2.3.2 氧化石墨烯的FT-IR分析
2.3.3 氧化石墨烯的XRD分析
2.3.4 氧化石墨烯的TEM分析
2.3.5 氧化石墨烯的Raman分析
2.4 本章小结
第三章 多支化聚氨酯非共价键表面修饰石墨烯的制备与表征
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料和仪器
3.2.2 实验仪器与设备
3.2.3 氧化石墨的制备
3.2.4 多支化聚氨酯的制备
3.2.5 多支化聚氨酯非共价键表面修饰石墨烯(HBPU-RGO)的制备
3.3 测试与表征
3.4 结果与分析
3.4.1 HBPU-RGO在水中的分散情况
3.4.2 HBPU-RGO分散液的纳米粒度及Zeta电位
3.4.3 HBPU-RGO的红外分析
3.4.4 HBPU-RGO的 XRD分析
3.4.5 HBPU-RGO的 XPS分析
3.4.6 HBPU-RGO的 AFM和高度曲线分析
3.4.7 HBPU-RGO的 FE-SEM分析
3.4.8 HBPU-RGO的 Raman分析
3.4.9 HBPU-RGO的 TG分析
3.5 本章小结
第四章 HBPU-RGO与阳离子水性聚氨酯复合材料的制备与表征
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料和仪器
4.2.2 实验仪器与设备
4.2.3 HBPU-RGO与阳离子水性聚氨酯复合材料的制备
4.2.4 测试与表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 HBPU-RGO/CWPU复合材料的FT-IR分析
4.3.2 HBPU-RGO/CWPU复合材料的TG分析
4.3.3 HBPU-RGO/CWPU 复合材料的 DSC 分析
4.3.4 HBPU-RGO/CWPU复合材料的TEM分析
4.3.5 HBPU-RGO/CWPU复合材料的力学性能分析
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]阳离子水性聚氨酯功能化石墨烯的制备及对聚氨酯弹性体的复合改性[J]. 蒋玉湘,赵洪祥,赵天宝,李再峰. 高分子材料科学与工程. 2019(09)
[2]石墨烯/热塑性聚氨酯导电复合材料的制备及压阻特性研究[J]. 史国玉,周之期,杨杰,孙浩,乔文豪,刘军. 化工新型材料. 2019(07)
[3]功能性聚氨酯在防腐涂料中研究进展[J]. 李治韬,程原,赵本波,邓平,刘文俊. 高分子通报. 2019(06)
[4]石墨烯纳米复合材料光驱动技术的研究进展[J]. 王飞,贾书海,唐振华,汪永林. 材料工程. 2018(04)
[5]脂肪族水性聚氨酯/氧化石墨烯复合材料的制备与表征[J]. 伏芋桥,张王超,宋怡豪,支思迪,陈卫星. 西安工业大学学报. 2017(07)
[6]高性能水性聚氨酯木器涂料的制备及应用[J]. 何程林,徐坤,徐玉华,徐玉俊,毛雁. 中国涂料. 2017(05)
[7]势能模型对石墨烯导热性质分子动力学模拟的影响[J]. 邹济杭,叶振强,曹炳阳. 计算物理. 2017(02)
[8]石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性[J]. 黄国家,陈志刚,李茂东,杨波,辛明亮,李仕平,尹宗杰. 化学学报. 2016(10)
[9]功能化改性还原氧化石墨烯-碳纳米管/热塑性聚氨酯复合材料膜的制备及性能[J]. 欧忠星,郑玉婴,肖东升,曹宁宁. 复合材料学报. 2016(03)
[10]石墨烯的性能[J]. 姚春梅,吕启松,杨光敏. 科技经济导刊. 2016(07)
硕士论文
[1]石墨烯功能化及其水性聚氨酯复合体系的研究[D]. 刘汗清.合肥工业大学 2019
本文编号：3167545
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
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致谢
摘要
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第一章 绪论
1.1 引言
1.2 石墨烯的综述
1.2.1 石墨烯的来源
1.2.2 石墨烯的结构与性能
1.3 石墨烯的生产方法
1.4 石墨烯的功能化修饰
1.4.1 共价键表面修饰
1.4.2 非共价键表面修饰
1.5 水性聚氨酯概述
1.5.1 水性聚氨酯的发展
1.5.2 水性聚氨酯的类型
1.5.3 水性聚氨酯的物理化学
1.5.4 水性聚氨酯的原料和合成
1.5.5 水性聚氨酯的应用
1.6 聚氨酯/石墨烯复合材料的制备
1.7 本论文的研究背景、方法和意义
1.7.1 研究背景
1.7.2 研究方法
第二章 氧化石墨烯的制备与表征
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验仪与设备
2.2.3 氧化石墨烯分散液的制备
2.2.4 测试与表征
2.3 结果与分析
2.3.1 GO在水中的分散情况
2.3.2 氧化石墨烯的FT-IR分析
2.3.3 氧化石墨烯的XRD分析
2.3.4 氧化石墨烯的TEM分析
2.3.5 氧化石墨烯的Raman分析
2.4 本章小结
第三章 多支化聚氨酯非共价键表面修饰石墨烯的制备与表征
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料和仪器
3.2.2 实验仪器与设备
3.2.3 氧化石墨的制备
3.2.4 多支化聚氨酯的制备
3.2.5 多支化聚氨酯非共价键表面修饰石墨烯(HBPU-RGO)的制备
3.3 测试与表征
3.4 结果与分析
3.4.1 HBPU-RGO在水中的分散情况
3.4.2 HBPU-RGO分散液的纳米粒度及Zeta电位
3.4.3 HBPU-RGO的红外分析
3.4.4 HBPU-RGO的 XRD分析
3.4.5 HBPU-RGO的 XPS分析
3.4.6 HBPU-RGO的 AFM和高度曲线分析
3.4.7 HBPU-RGO的 FE-SEM分析
3.4.8 HBPU-RGO的 Raman分析
3.4.9 HBPU-RGO的 TG分析
3.5 本章小结
第四章 HBPU-RGO与阳离子水性聚氨酯复合材料的制备与表征
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料和仪器
4.2.2 实验仪器与设备
4.2.3 HBPU-RGO与阳离子水性聚氨酯复合材料的制备
4.2.4 测试与表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 HBPU-RGO/CWPU复合材料的FT-IR分析
4.3.2 HBPU-RGO/CWPU复合材料的TG分析
4.3.3 HBPU-RGO/CWPU 复合材料的 DSC 分析
4.3.4 HBPU-RGO/CWPU复合材料的TEM分析
4.3.5 HBPU-RGO/CWPU复合材料的力学性能分析
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]阳离子水性聚氨酯功能化石墨烯的制备及对聚氨酯弹性体的复合改性[J]. 蒋玉湘,赵洪祥,赵天宝,李再峰. 高分子材料科学与工程. 2019(09)
[2]石墨烯/热塑性聚氨酯导电复合材料的制备及压阻特性研究[J]. 史国玉,周之期,杨杰,孙浩,乔文豪,刘军. 化工新型材料. 2019(07)
[3]功能性聚氨酯在防腐涂料中研究进展[J]. 李治韬,程原,赵本波,邓平,刘文俊. 高分子通报. 2019(06)
[4]石墨烯纳米复合材料光驱动技术的研究进展[J]. 王飞,贾书海,唐振华,汪永林. 材料工程. 2018(04)
[5]脂肪族水性聚氨酯/氧化石墨烯复合材料的制备与表征[J]. 伏芋桥,张王超,宋怡豪,支思迪,陈卫星. 西安工业大学学报. 2017(07)
[6]高性能水性聚氨酯木器涂料的制备及应用[J]. 何程林,徐坤,徐玉华,徐玉俊,毛雁. 中国涂料. 2017(05)
[7]势能模型对石墨烯导热性质分子动力学模拟的影响[J]. 邹济杭,叶振强,曹炳阳. 计算物理. 2017(02)
[8]石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性[J]. 黄国家,陈志刚,李茂东,杨波,辛明亮,李仕平,尹宗杰. 化学学报. 2016(10)
[9]功能化改性还原氧化石墨烯-碳纳米管/热塑性聚氨酯复合材料膜的制备及性能[J]. 欧忠星,郑玉婴,肖东升,曹宁宁. 复合材料学报. 2016(03)
[10]石墨烯的性能[J]. 姚春梅,吕启松,杨光敏. 科技经济导刊. 2016(07)
硕士论文
[1]石墨烯功能化及其水性聚氨酯复合体系的研究[D]. 刘汗清.合肥工业大学 2019
本文编号：3167545
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3167545.html
