氧化石墨烯-玄武岩纤维/聚乳酸复合材料研究

发布时间：2021-12-09 22:07

　　随着工业高速发展和计算机技术的不断进步,绿色环保已成为时代主题。在汽车行业,新能源技术、绿色材料、智能车是主要的发展方向,而在绿色材料中纤维增强聚合物复合材料是一大组成部分。聚乳酸（PLA）凭借着优良的生物降解性一直是绿色材料的首选,而玄武岩纤维（BF）也是以绿色环保而著名。同时强度较好的氧化石墨烯（GO）也频频引入到纤维增强聚合物复合材料中。本文通过密炼后热压的方法,以聚乳酸为基体,玄武岩纤维做增强体复合成二元材料,并探究纤维表面处理后对材料性能的影响。论文的主要内容如下:（1）选用硅烷偶联剂（KH550）做表面处理剂对玄武岩纤维的表面进行改性,并将采用Hummers法制得的氧化石墨烯（GO）引入到改性剂中进一步改善玄武岩纤维表面情况。同时改变KH550的浓度对玄武岩纤维进行改性,制备成复合材料后对其微观性能进行测试。结果表明,在KH550浓度为0.85%时,改性效果达到最佳。在结晶方面,氧化石墨烯的加入提高材料的结晶性能,并在材料中出现“串晶”现象,这对材料的宏观力学性能提升有着积极的作用。（2）以改性后的玄武岩纤维（KBF、KBF-GO）做为增强体,改变玄武岩纤维的含量并制备得到... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 聚乳酸(PLA)概述
    1.3 玄武岩纤维(BF)
        1.3.1 玄武岩纤维概述
        1.3.2 玄武岩纤维的表面处理技术
    1.4 氧化石墨烯(GO)
        1.4.1 氧化石墨烯概述
        1.4.2 氧化石墨烯/聚合物基复合材料的发展
    1.5 玄武岩纤维复合材料在汽车上的应用
    1.6 本文研究内容及目的
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 研究目的
        1.6.3 研究意义
2 玄武岩纤维改性处理对复合材料性能影响的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料与设备
        2.2.2 氧化石墨烯的制备
        2.2.3 玄武岩纤维的表面处理
        2.2.4 氧化石墨烯-玄武岩纤维的制备
        2.2.5 改性玄武岩增强聚乳酸复合材料的制备
        2.2.6 性能表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 氧化石墨烯质量评价
        2.3.2 玄武岩纤维的表面处理
        2.3.3 纤维丝束的XPS测试
        2.3.4 纤维丝束的红外测试
        2.3.5 非等温结晶行为
        2.3.6 非等温结晶后的熔融行为
        2.3.7 晶体结构和结晶形貌
        2.3.8 热稳定性
    2.4 本章小结
3 玄武岩纤维含量对复合材料性能影响的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料与设备
        3.2.2 复合材料的制备
        3.2.3 性能表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 力学性能
        3.3.2 晶体形貌
        3.3.3 等温结晶行为
        3.3.4 非等温结晶后熔融行为
        3.3.5 热稳定性
    3.4 本章小结
4 氧化石墨烯-玄武岩纤维增强聚乳酸复合材料的性能模拟研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料与设备
        4.2.2 材料测试
        4.2.3 结果与讨论
    4.3 相关数学模型
        4.3.1 Halpin-Tsai模型
        4.3.2 ROM模型
        4.3.3 Tandon-Weng模型
        4.3.4 Kelly-Tyson模型
    4.4 性能模拟
        4.4.1 拉伸强度模拟
        4.4.2 界面强度模拟
        4.4.3 弹性模量模拟
    4.5 本章小结
5 全文总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯对玄武岩织物/酚醛树脂复合材料性能的影响[J]. 晏义伍,曹海琳,甘舟.  复合材料学报. 2017(12)
[2]氧化石墨烯复合材料的研究现状及进展[J]. 吕生华,朱琳琳,李莹,贺亚亚,杨文强.  材料工程. 2016(12)
[3]石墨烯研究现状及产业化进展[J]. 卢艳霞.  河南化工. 2016(11)
[4]偶联改性玄武岩纤维增强沥青胶浆性能及机理研究[J]. 向宇,刘朝晖,柳力,李盛.  玻璃钢/复合材料. 2016(05)
[5]碳纤维/氧化石墨烯多尺度增强体的制备与表征[J]. 赵永华,马兆昆,宋怀河,陈铭,周正刚.  材料研究学报. 2016(03)
[6]生物降解材料聚乳酸合成的研究进展[J]. 李汝珍.  化工新型材料. 2015(02)
[7]氧化石墨烯改性玄武岩纤维及其增强环氧树脂复合材料性能[J]. 叶国锐,晏义伍,曹海琳.  复合材料学报. 2014(06)
[8]季铵盐改性氧化石墨烯的制备及其性能研究[J]. 惠昱晨,马晓燕,陈智群,张皋,宋颖,侯秀璋.  无机化学学报. 2013(05)
[9]玄武岩纤维与其他纤维的单丝强度及强度分布对比分析[J]. 赵栩欣,欧忠文,莫金川.  建筑技术开发. 2013 (01)
[10]连续玄武岩纤维的研究进展及应用[J]. 吴佳林.  化纤与纺织技术. 2012(03)

博士论文
[1]氧化石墨烯/聚合物复合材料的制备与性能[D]. 郝艳萍.东华大学 2017

硕士论文
[1]氧化石墨烯/聚乳酸复合材料的制备及其性能研究[D]. 李发亮.东南大学 2016
[2]功能化氧化石墨烯聚合物复合材料结构与性能的研究[D]. 聂玲.西南大学 2015
[3]聚乳酸改性研究[D]. 张琪.北京化工大学 2012
[4]纤维增强聚合物复合材料力学性能的预测研究[D]. 雷松叶.郑州大学 2012
[5]聚乳酸/玄武岩纤维复合材料的制备及性能研究[D]. 方岩.吉林大学 2012



本文编号：3531394