石墨環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及性能研究-預(yù)覽頁
【正文】 副指導(dǎo)教師單位名稱 郵編 申請(qǐng)學(xué)位 級(jí)別 亟 177。與我 一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 （保密的論文在解密后應(yīng)遵守此 規(guī)定）研究生（簽名）． ‰ 櫥導(dǎo)師（簽名）面陽期 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘．要 石墨具有優(yōu)異的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，廣泛用于復(fù)合材料領(lǐng)域，環(huán)氧樹脂因具有優(yōu)異的耐腐蝕性能、粘結(jié)性能、高比強(qiáng)度廣泛用于樹脂基復(fù)合材料的基體。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與未改性石墨相比，經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑ＫＨ５５０改性后，石墨在環(huán)氧樹脂中的分散性能較好，拉伸強(qiáng)度從８４．０６ ＭＰａ提高到１０３．５５ＭＰａ，彎曲強(qiáng)度變化基本未變，壓縮模量從４１０７．００ ＭＰａ提高到４３３０．９６ Ｍｐａ，斷裂延伸率從Ｏ．７１％提高為０．７８％。１．２研究目的及內(nèi)容 環(huán)氧樹脂是一種近年來被廣泛應(yīng)用的熱固性高分子合成材料，它是一種具有優(yōu)良的粘接性能、抗腐蝕性能、電氣絕緣等性能的合成材料，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在多種金屬與非金屬的粘接、耐腐蝕涂料、電氣絕緣材料、玻璃鋼／復(fù)合材料等的方面。 聚合物基復(fù)合材料具有比常規(guī)材料更為優(yōu)良的力學(xué)、熱學(xué)、電、磁、光學(xué)和氣／液阻隔性能。石墨因其具有與粘土類似的層狀結(jié)構(gòu)，并具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、不滲透性、高回彈性、耐熱性以及可進(jìn)行類似的插層， 武漢理Ｔ大學(xué)碩士學(xué)位論文從而引起人們的廣泛重視。ｈ ｆ－ＣＣＧ－ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｓｉｌｉｃａ圖１．１氧化石墨烯上的環(huán)氧基與硅烷基的共價(jià)作用，形成具有優(yōu)秀力學(xué)性能的 硅復(fù)合材料【２】 Ｈｇ．１－１ Ｃｏｖａｌｅｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｐｏｘｙ ｇｒｏｕｐｓ ｏｆ ｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅ ｂｙ ｓｉｌａｎｅ ｇｒｏｕｐｓ，ｆｏｒｍｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ ｒｏｂｕｓｔ ｓｉｌｉｃａ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ１．４聚合物納米復(fù)合材料 ２ 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 上世紀(jì)８０年代初期，美國(guó)科學(xué)家Ｒｕｓｔｕｌｎ Ｒｏｙ〔９〕和Ｓｒｉｄｈａｒ Ｋｏｍａｒｎｅｎｉｌｌｏ】首次提出納米復(fù)合材料這一說法。聚合物材料同金屬，無機(jī)材料稱為當(dāng)今三大基礎(chǔ)材料。盡管聚合物材料擁有比較高的比強(qiáng)度，但由于有以上缺點(diǎn)，所以難以在尖端科技中充當(dāng)高性能的結(jié)構(gòu)材料。最常用的方法是在其中加入無機(jī)增強(qiáng)劑如碳酸鈣、氫氧化鋁等金屬鹽或金屬堿。 對(duì)聚合物進(jìn)行改性的另一種方法，是通過引入納米材料使聚合物改變結(jié)晶取向，提高主鏈剛性化或極性化的程度，通過納米材料的插入使聚合物局部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而賦予聚合物一些特殊性能。盡管這種材料的成本較高，但是擁有良好的加工性能、力學(xué)性能、高比強(qiáng)度等。１．４．１粘土／聚合物納米復(fù)合材料 粘土與本文研究的石 墨結(jié)構(gòu)類似，均為層狀片層結(jié)構(gòu)。自從首次成功制備粘土／尼龍納米復(fù)合材料以來，粘土／納米復(fù)合材料受到各國(guó)各界的廣泛研發(fā)與關(guān)注１２０ 第二類是剝離型納米復(fù)合材料，這種材料首先是將粘土剝離成納米片層，然后將其不規(guī)則的分散在聚合物之中，這種材料與第一種材料相比，粘土的含量比較低。１．４．３粘土／聚合物納米復(fù)合材料的制備 由于石墨和粘土具有相似的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，本文可以通過參考粘土／環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法來制備氧化石墨／環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。圖１．２粘ｔ／聚合物納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意副繃ｌ。 ５ 武漢理． ‘〔人學(xué)碩士學(xué)位論文 圖１．２粘土／聚合物納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意副８】 Ｆｉｇ．１－２ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｃｌａｙ ｆｉｌｌｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ（ｎａｎｏ）一ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ 在粘土／聚合物納米復(fù)合材料的研究中，熱失重測(cè)試也是極為重要的，由于 粘土／聚合物復(fù)合材料具有可燃性，所以可以通過熱失重測(cè)試材料的失重情況，從失重曲線中我們不僅可以觀察到材料的質(zhì)量損失區(qū)間，還可以利用熱失重實(shí)驗(yàn)推斷材料的溫度應(yīng)用范圍。 ６ 武漢理工人學(xué)碩士學(xué)位論文 ， 粘土／聚合物復(fù)合材料的阻燃性能測(cè)試也是重點(diǎn)的研究方向之一，由于大多數(shù)聚合物均為易燃物，所以在燃燒過程中若能使表層粘土或聚合物充分燃燒，則釋放出的二氧化碳會(huì)阻止聚合物進(jìn)一步燃燒，若不能使表面材料充分燃燒，生成的一氧化碳與空氣中的氧氣接觸會(huì)引發(fā)二次燃燒，如何通過對(duì)粘土的改性使其表面可以得到充分的燃燒，降低燃燒過程中的煙體含量也是近年來研究的熱點(diǎn)之一１３１１
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