石墨烯/环氧树脂多维界面层构筑及其复合材料高性能化研究
发布时间：2021-03-31 23:56
石墨烯/环氧树脂纳米复合材料（Graphene epoxy nanocomposites,简称:GENCs）既具有石墨烯优异的物理和化学性能,又具有环氧树脂良好的机械性能、耐化学性能、粘接性能以及低收缩率,使其无论是在传统的电子、航空航天、汽车工业等领域,还是在新兴的生物传感、能源科学、柔性可穿戴器件等应用中,都发挥着越来越重要的价值。实现GENCs性能最优化的关键因素是石墨烯在环氧树脂基体中的均匀分散以及二者之间的强界面作用。然而,由于具有很大的比表面积和强范德华力,石墨烯十分容易在环氧树脂中形成团聚体,进而影响纳米复合材料的性能。因此,如何将石墨烯均匀分散在环氧树脂基体中,获得强界面相互作用,改善GENCs的制备和应用工艺,不断提升其优异的性能和功能仍然是该领域面临的最大挑战之一。本工作将从GENCs体系的网络结构、石墨烯的分散程度、界面层的相互作用等微观机理入手,借助石墨烯的表面修饰、GENCs的界面构筑和体系组成调控等手段,对GENCs体系的微观分散结构与宏观性能展开详细而深入的研究,提出实现石墨烯在环氧树脂基体中分子级分散的有效方法,并通过石墨烯/环氧树脂多维界面层构筑开发出...
【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】：177 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１２电固化胶粘剂示意图??Ｆｉｇ．?１－１２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｕｒｉｎｇ?ａｄｈｅｓｉｖｅ??
?第一章绪论???Ｇａｏ等ＰＩ基于双吖丙啶化合物开发了一种在水相中通过低压激活的快速固化粘??合剂，其示意图如图１－１２所示。通过将双吖丙啶接枝到聚酰胺基树枝状聚合物上并溶??解在水性溶剂中以形成粘性凝胶来合成电固化粘合剂。胶粘剂的交联可以通过电压来??控制，随着施加电压的中断，交联立即终止。因此可以通过控制电压和时间来调节材??料性能和粘接强度。电激发的快速固化胶粘剂还是首次被报道，这项研宄在材料领域??具有开创性意义。??＿?＿??图１－１２电固化胶粘剂示意图??Ｆｉｇ．?１－１２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｕｒｉｎｇ?ａｄｈｅｓｉｖｅ??亚微／纳米多孔热固性树脂的制备一直是一个难题，Ｓｉｍ等［５Ｇ］将双吖丙啶化合物作??为发泡剂引入室温固化环氧树脂体系中，利用双吖丙啶在紫外光作用下产生氮气这一??现象，制备了泡孔尺寸可调的环氧树脂发泡材料，其制备过程如图１－１３所示。改变预??固化时间便可以调控泡孔尺寸，方法简单。这项研宄为开发多孔热固性材料提供了简??单而有效的方法。??Ｈｙｄｒｏｘｌａｍｉｎ？－?〇??？，?０－＊ｕｌｆｔｍ？ｃ?ａｃｉｄ?Ｈ?ｌ２?ｆ?ＳＯＣｈ?〇??ＤＥＴＡ??—ｍｒｉｉｉ画ｉ?舰?ｎ５ｎ?？?Ｈ?Ｎｆｎ??＿?Ｄ？－ＤＯＥＢＡ??Ｌ／ｉＮ?ＭＳｎｍＵＶｉｒｒａｄｉａｌｂｎ?，?’??．娜？一?．，１??图１－１３发泡环氧树脂的制备意图??Ｆｉｇ．?１－１３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｆｏａｍｅｄ?ｅｐｏｘｙ??１５??
?用下，可以使任何聚合物通过Ｃ－Ｈ双重活化而发生交联。该分子可以作为各种聚合物??基材（聚乙烯、聚丙烯等）的交联剂、改善低表面能材料的粘接性和增强聚乙烯织物。??Ａ?＼?Ｎ？??二??：?：?？＾ｃｆ３??Ｄｉａｚｉｒｉｎｅ?＂??？Ｎ２?＇?？Ｔ＾ＣＦ３?—０＾ＣＦ３??ｇ?Ｃａｒｂｅｎｅ?Ｃ－Ｈ?ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ??Ｂｆｓ＾ｄｌａｚｆｒｌｎＱ??ｆ３ｃ?＋?ｃｆ３?ｎ＝ｎ??Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ?、??（ＰＥ）?Ｃｒｏｓｓｌｆｎｋｅｄ?ＰＥ??图１－１４双官能双吖丙啶用于聚合物交联的策略??Ｆｉｇ．?１－１４?Ａ?ｂｉｓ－ｄｉａｚｉｒｉｎｅ?ｓｔｒａｔｅｇｙ?ｆｏｒ?ｐｏｌｙｍｅｒ?ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ??近几年，双吖丙啶化合物开始被研宄用于碳材料表面改性。Ｉｓｍａｉｌｉ等［５２］合成了不??同尺寸的３－芳基－３－（三氟甲基）双吖丙啶修饰的金纳米颗粒（Ｄｉａｚ－ＡｕＮＰｓ），并通过紫??外光作用制备了金纳米颗粒修饰的碳纳米管材料，其制备过程如图１－１５所示。??Ｄｉａｚｉｒｉｎｅ－ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ＡｕＮＰ?麵爹―??＿?３＇ｇ■■主＂ｉｇ，３ｓＬ．＞??ｈｖ，?ｏｖｅｒｎｉｇｈｔ??ＴＨＦ?￣?￣??ＣＮＴ?ＡｕＮＰ－ＣＮＴ??图１－１５?Ｄｉａｚ－ＡｕＮＰｓ官能化碳纳米管的示意图??Ｆｉｇ．?１－１５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｎａｎｏｔｕｂｅｓ?ｗｉｔｈ?Ｄｉａｚ－ＡｕＮＰｓ??总之，随着研究的不断深入，双吖丙啶化合物的类型逐渐增多，其应用领域也不??断扩大。本论文也
本文编号：3112294
【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】：177 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１２电固化胶粘剂示意图??Ｆｉｇ．?１－１２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｕｒｉｎｇ?ａｄｈｅｓｉｖｅ??
?第一章绪论???Ｇａｏ等ＰＩ基于双吖丙啶化合物开发了一种在水相中通过低压激活的快速固化粘??合剂，其示意图如图１－１２所示。通过将双吖丙啶接枝到聚酰胺基树枝状聚合物上并溶??解在水性溶剂中以形成粘性凝胶来合成电固化粘合剂。胶粘剂的交联可以通过电压来??控制，随着施加电压的中断，交联立即终止。因此可以通过控制电压和时间来调节材??料性能和粘接强度。电激发的快速固化胶粘剂还是首次被报道，这项研宄在材料领域??具有开创性意义。??＿?＿??图１－１２电固化胶粘剂示意图??Ｆｉｇ．?１－１２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｕｒｉｎｇ?ａｄｈｅｓｉｖｅ??亚微／纳米多孔热固性树脂的制备一直是一个难题，Ｓｉｍ等［５Ｇ］将双吖丙啶化合物作??为发泡剂引入室温固化环氧树脂体系中，利用双吖丙啶在紫外光作用下产生氮气这一??现象，制备了泡孔尺寸可调的环氧树脂发泡材料，其制备过程如图１－１３所示。改变预??固化时间便可以调控泡孔尺寸，方法简单。这项研宄为开发多孔热固性材料提供了简??单而有效的方法。??Ｈｙｄｒｏｘｌａｍｉｎ？－?〇??？，?０－＊ｕｌｆｔｍ？ｃ?ａｃｉｄ?Ｈ?ｌ２?ｆ?ＳＯＣｈ?〇??ＤＥＴＡ??—ｍｒｉｉｉ画ｉ?舰?ｎ５ｎ?？?Ｈ?Ｎｆｎ??＿?Ｄ？－ＤＯＥＢＡ??Ｌ／ｉＮ?ＭＳｎｍＵＶｉｒｒａｄｉａｌｂｎ?，?’??．娜？一?．，１??图１－１３发泡环氧树脂的制备意图??Ｆｉｇ．?１－１３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｆｏａｍｅｄ?ｅｐｏｘｙ??１５??
?用下，可以使任何聚合物通过Ｃ－Ｈ双重活化而发生交联。该分子可以作为各种聚合物??基材（聚乙烯、聚丙烯等）的交联剂、改善低表面能材料的粘接性和增强聚乙烯织物。??Ａ?＼?Ｎ？??二??：?：?？＾ｃｆ３??Ｄｉａｚｉｒｉｎｅ?＂??？Ｎ２?＇?？Ｔ＾ＣＦ３?—０＾ＣＦ３??ｇ?Ｃａｒｂｅｎｅ?Ｃ－Ｈ?ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ??Ｂｆｓ＾ｄｌａｚｆｒｌｎＱ??ｆ３ｃ?＋?ｃｆ３?ｎ＝ｎ??Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ?、??（ＰＥ）?Ｃｒｏｓｓｌｆｎｋｅｄ?ＰＥ??图１－１４双官能双吖丙啶用于聚合物交联的策略??Ｆｉｇ．?１－１４?Ａ?ｂｉｓ－ｄｉａｚｉｒｉｎｅ?ｓｔｒａｔｅｇｙ?ｆｏｒ?ｐｏｌｙｍｅｒ?ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ??近几年，双吖丙啶化合物开始被研宄用于碳材料表面改性。Ｉｓｍａｉｌｉ等［５２］合成了不??同尺寸的３－芳基－３－（三氟甲基）双吖丙啶修饰的金纳米颗粒（Ｄｉａｚ－ＡｕＮＰｓ），并通过紫??外光作用制备了金纳米颗粒修饰的碳纳米管材料，其制备过程如图１－１５所示。??Ｄｉａｚｉｒｉｎｅ－ｍｏｄｉｆｉｅｄ?ＡｕＮＰ?麵爹―??＿?３＇ｇ■■主＂ｉｇ，３ｓＬ．＞??ｈｖ，?ｏｖｅｒｎｉｇｈｔ??ＴＨＦ?￣?￣??ＣＮＴ?ＡｕＮＰ－ＣＮＴ??图１－１５?Ｄｉａｚ－ＡｕＮＰｓ官能化碳纳米管的示意图??Ｆｉｇ．?１－１５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｎａｎｏｔｕｂｅｓ?ｗｉｔｈ?Ｄｉａｚ－ＡｕＮＰｓ??总之，随着研究的不断深入，双吖丙啶化合物的类型逐渐增多，其应用领域也不??断扩大。本论文也
本文编号：3112294
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