磁改性氧化石墨烯的制备及其取向行为与环氧阻隔性关联机制的研究
发布时间：2021-11-28 16:56
环氧树脂因诸多优异性能而被用于制造复合材料气体容器,但由于材料基体为高分子,气体小分子可在其中扩散渗透,复材气瓶存在小分子渗漏问题,向材料基体中加入片状纳米填料是解决此问题的一种有效办法。氧化石墨烯（GO）是一种理想的二维纳米增强体,而片状纳米填料的取向排列可有效提高复合材料阻隔性能,目前纳米填料取向方法主要有:力场诱导、电场诱导和磁场诱导取向,磁场诱导取向是原位取向,不对材料基体产生影响,故采用磁场诱导法。氧化石墨烯本体的磁响应性较弱,诱导取向所需磁场强度较高,在其表面负载磁性粒子可有效降低取向场强度,但磁性粒子与氧化石墨烯为物理作用结合,稳定性不高。基于聚多巴胺（pDOP）的自聚合性和超强的黏附特性,在氧化石墨烯表面负载磁性粒子后再用聚多巴胺包覆,可使二者稳定结合,同时改善改性氧化石墨烯与材料基体的界面结合性能。针对以上实验方案,主要工作如下:1、采用共沉淀法在氧化石墨烯（GO）表面负载四氧化三铁（Fe304）磁性纳米粒子,再通过聚多巴胺包覆制备磁改性氧化石墨烯（GO-Fe3O4- pDOP）,由扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）测试表明聚多巴胺的包覆使Fe304磁...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２复合材料耐压容器的结构图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｔａｎｋｓ??
賢合材料层??＿?．獻??Ｓ液态介质??图１－２复合材料耐压容器的结构图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｔａｎｋｓ??国外的很多气瓶制造商，如加拿大Ｄｙｎｅｔｅｃｋ工业公司，研制了金属材料内胆气瓶，??内胆由铝制成（最小厚度为３ｍｍ），内胆外部缠绕高强髙模碳纤维，由于基体材料釆??用了耐高温特性的环氧树脂，气瓶耐受温度范围为－４０？８５°Ｃ。美国Ｑｕａｎｔｕｎ公司在２０００??年研制了聚乙稀内胆，外层缠绕多层碳纤维的复合材料气瓶，最高工作压力达到??３５Ｍｐａ，经过不懈努力，后续产品最大工作压力可达７０Ｍｐａ。我国对高压储氢气瓶也??已进行了大量研宄，浙江大学起步较早，现己成功试制了可耐受４０ＭＰａ压力的储氢气??瓶
和定量计算法。??氧化石墨烯为二维片状结构，在其取向排列之后，在垂直和平行于取向方向的排??列情况如图１－４所示，垂直于取向方向上观察到ＧＯ的片状结构，平行于取向方向上??则可简化为一维棒状结构的取向加以分析。???ｍ．???平行???乃Ｃ）??——???一一一??０＜＞１?丨二二：｜??图１－４片状纳米填料取向结构模型??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ａｌｉｇｎｅｄ?ｌａｍｅｌｌａｒ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ．??将取向ＧＯ复合材料平行于取向方向上断面的激光共聚焦扫描显微镜（ＣＬＳＭ）??照片，采用取向向量方法分析处理，可以定量表征ＧＯ在树脂体系中的取向度，ＧＯ??的相对取向度（ＰＡＤ）可由下式计算［２９］：??Ａ＝ｓｉｎ沒?Ｐ２?＝?ｃｏｓ６??（１－１）??ａｉｊ?七??（１－２）??Ｑ＜ａ＞ＱＴ?彳?Ｃ〇Ｓ”ｉｎ?叫卜？］［Ｃ〇Ｓ”ｉｎ４＝卜？?〇．］＝＜ａ＞＇．．?（１Ａ??一?ｓｉｎｐ?ｃｏｓｐ
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料压力容器在航天领域的应用研究[J]. 冯雪,沈俊,田桂,晏飞. 火箭推进. 2014(04)
[2]阻隔性高分子复合材料研究与应用进展[J]. 刘秋菊,李旭阳,陈国伟,张玉清. 塑料科技. 2013(07)
[3]反应型环氧树脂固化剂的研究现状与发展趋势[J]. 梁玮,张林. 化学与黏合. 2013(01)
[4]航天用复合材料压力容器的应用与发展[J]. 宋大君,王荣国,刘文博,矫维成,杨帆. 宇航材料工艺. 2010(06)
[5]填料在聚合物中的气体阻隔贡献模型研究[J]. 张玉德,刘钦甫,张乾,陆银平. 中国非金属矿工业导刊. 2010(04)
[6]PP/OMMT复合材料的制备及其透氧性能研究[J]. 李杰,张师军,邹浩,杨庆泉,刘涛,张丽英. 合成树脂及塑料. 2009(05)
[7]轻量化复合材料压力容器研究进展[J]. 王荣国,矫维成,刘文博,杨帆,赫晓东. 航空制造技术. 2009(15)
[8]强磁场条件下材料制备及其研究进展[J]. 马衍伟,肖立业,严陆光. 科学通报. 2006(24)
[9]纤维缠绕聚合物基复合材料压力容器的可靠性设计[J]. 沈军,谢怀勤,侯涤洋. 复合材料学报. 2006(04)
[10]阻隔性聚合物/蒙脱土纳米复合材料的开发[J]. 杨晓华. 现代塑料加工应用. 2004(05)
本文编号：3524798
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２复合材料耐压容器的结构图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｔａｎｋｓ??
賢合材料层??＿?．獻??Ｓ液态介质??图１－２复合材料耐压容器的结构图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｔａｎｋｓ??国外的很多气瓶制造商，如加拿大Ｄｙｎｅｔｅｃｋ工业公司，研制了金属材料内胆气瓶，??内胆由铝制成（最小厚度为３ｍｍ），内胆外部缠绕高强髙模碳纤维，由于基体材料釆??用了耐高温特性的环氧树脂，气瓶耐受温度范围为－４０？８５°Ｃ。美国Ｑｕａｎｔｕｎ公司在２０００??年研制了聚乙稀内胆，外层缠绕多层碳纤维的复合材料气瓶，最高工作压力达到??３５Ｍｐａ，经过不懈努力，后续产品最大工作压力可达７０Ｍｐａ。我国对高压储氢气瓶也??已进行了大量研宄，浙江大学起步较早，现己成功试制了可耐受４０ＭＰａ压力的储氢气??瓶
和定量计算法。??氧化石墨烯为二维片状结构，在其取向排列之后，在垂直和平行于取向方向的排??列情况如图１－４所示，垂直于取向方向上观察到ＧＯ的片状结构，平行于取向方向上??则可简化为一维棒状结构的取向加以分析。???ｍ．???平行???乃Ｃ）??——???一一一??０＜＞１?丨二二：｜??图１－４片状纳米填料取向结构模型??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ａｌｉｇｎｅｄ?ｌａｍｅｌｌａｒ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ．??将取向ＧＯ复合材料平行于取向方向上断面的激光共聚焦扫描显微镜（ＣＬＳＭ）??照片，采用取向向量方法分析处理，可以定量表征ＧＯ在树脂体系中的取向度，ＧＯ??的相对取向度（ＰＡＤ）可由下式计算［２９］：??Ａ＝ｓｉｎ沒?Ｐ２?＝?ｃｏｓ６??（１－１）??ａｉｊ?七??（１－２）??Ｑ＜ａ＞ＱＴ?彳?Ｃ〇Ｓ”ｉｎ?叫卜？］［Ｃ〇Ｓ”ｉｎ４＝卜？?〇．］＝＜ａ＞＇．．?（１Ａ??一?ｓｉｎｐ?ｃｏｓｐ
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料压力容器在航天领域的应用研究[J]. 冯雪,沈俊,田桂,晏飞. 火箭推进. 2014(04)
[2]阻隔性高分子复合材料研究与应用进展[J]. 刘秋菊,李旭阳,陈国伟,张玉清. 塑料科技. 2013(07)
[3]反应型环氧树脂固化剂的研究现状与发展趋势[J]. 梁玮,张林. 化学与黏合. 2013(01)
[4]航天用复合材料压力容器的应用与发展[J]. 宋大君,王荣国,刘文博,矫维成,杨帆. 宇航材料工艺. 2010(06)
[5]填料在聚合物中的气体阻隔贡献模型研究[J]. 张玉德,刘钦甫,张乾,陆银平. 中国非金属矿工业导刊. 2010(04)
[6]PP/OMMT复合材料的制备及其透氧性能研究[J]. 李杰,张师军,邹浩,杨庆泉,刘涛,张丽英. 合成树脂及塑料. 2009(05)
[7]轻量化复合材料压力容器研究进展[J]. 王荣国,矫维成,刘文博,杨帆,赫晓东. 航空制造技术. 2009(15)
[8]强磁场条件下材料制备及其研究进展[J]. 马衍伟,肖立业,严陆光. 科学通报. 2006(24)
[9]纤维缠绕聚合物基复合材料压力容器的可靠性设计[J]. 沈军,谢怀勤,侯涤洋. 复合材料学报. 2006(04)
[10]阻隔性聚合物/蒙脱土纳米复合材料的开发[J]. 杨晓华. 现代塑料加工应用. 2004(05)
本文编号：3524798
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