石墨環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及性能研究-資料下載頁
2024-11-02 22:52本頁面
【導(dǎo)讀】僉撾料堂論文提交日期至Ｑ里至生壘旦論文答辯日期至Ｑ??！生墨旦學(xué)位授予單?！海妫桑骸孩蟆雹髢裕伲保福福埃埃常躬殑?chuàng)性。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)。證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中。作了明確的說明并表示了謝意。有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱?？s印或其他復(fù)制手段保存或匯編本學(xué)位論文。同時授權(quán)經(jīng)武漢理工大學(xué)認可的國家。有關(guān)機構(gòu)或論文數(shù)據(jù)庫使用或收錄本學(xué)位論文，并向社會公眾提供信息服務(wù)。氧樹脂相容性較差，石墨在環(huán)氧樹脂中分散性較差，需要對石墨進行表面改性。ＫＨ５５０改性石墨進行對比。首先采用濃硫酸、濃硝酸將石墨進行氧化，再用Ｋ。伸強度從８４．０６ＭＰａ提高到１０３．５５ＭＰａ，彎曲強度變化基本未變，ｉｆｉｅｄｇｒａｐｈｉｔｅｓｃａｔｔｅｒｅｄ．ｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎｓ，
【正文】 以分為三類，分類的標(biāo)準(zhǔn) 是粘土插層在聚合物中的分散程度決定的。第一類是納米插層復(fù)合材料，這種材料的特點是將聚合物插入粘土之中，粘土原有的晶體結(jié)構(gòu)沒有被破壞，但是粘土之間的層間距變大或是變小。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。最后一類叫做隔離型納米復(fù)合材料，這種類型的材料是介于前兩種材料之間的納米復(fù)合材料，它既有粘土片層的聚集體，同時還存在一些獨立存在的單一片層。其中，大多數(shù)粘土納米復(fù)合材料是前兩種類型，所制得的納米復(fù)合材料的 性能好壞與大分子插入粘土的數(shù)量成正比。所以，完全剝離的納米復(fù)合材料是不存在的Ｉ捌。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。石墨同粘土相似，均可以在外力作用下分散為厚度為納米級的晶層結(jié)構(gòu)，又由于其內(nèi)部為層狀結(jié)構(gòu)，在化學(xué)作用力下，石墨層問的共價鍵容易失去共有電子，被強氧化劑所氧 ４ 武漢理－〔人學(xué)碩士學(xué)位論文化，這不僅改變了石墨的外層結(jié)構(gòu)，也賦予了石墨外層更高的化學(xué)活性。根據(jù)不同的聚合物選 擇不同的氧化劑，使聚合物更加容易的插入到石墨層間。這種插層法往往需要利用輔助溶劑，通常根據(jù)是否加入溶劑可將層狀無機物插入到聚合物之中的方法分為兩類：一種為溶液共混插層法，另一種為熔融共混插層法。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。１．４．４粘土／聚合物納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征 目前層狀硅酸鹽／聚合物納米復(fù)合材料的表征一般采取透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、熱失重、小角Ｘ射線衍射、原子力顯微鏡、中子散射、廣角Ｘ射線衍射等方法。以粘土為例：透射電子顯微鏡可以觀察粘土／聚合物納米復(fù)合材料中粘土的分散性 能，通過透射電子顯微鏡的觀察，可以深入了解到粘土在聚合物中的形態(tài)，這不僅可以為測試現(xiàn)象的解釋提供依據(jù)而且可以為之后材料的加工工藝提供更有效的方法。但由于ＴＥＭ的分辨率較低，所以研究中還需要其它輔助手段來更加深入的了解材料的微觀結(jié)構(gòu)及微觀變化。 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驗推斷材料的溫度應(yīng)用范圍。 廣角ｘ射線衍射可以為計算晶體晶層間距提供有效數(shù)據(jù)，也可以用廣角ｘ射線衍射計算不同樣本的晶間距，對于晶間距大的試樣，可以更容易的插入聚合物，這也是判斷粘土在聚合物中分散的一個有力憑據(jù)。 ‘ 常規(guī)力學(xué)性能的測試對粘土／聚合物復(fù)合材料也極其重要，它不僅反映材料的宏觀性能，也為材料的課應(yīng)用性提供的重要數(shù)據(jù)。從另一方面分析，由于無機粉末在聚合物中的分散會大 大影響材料的力學(xué)性能，所以，力學(xué)性能的好壞從客觀上反映了無機晶體在聚合物中的分散情況。 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試也是重點的研究方向之一，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阻止聚合物進一步燃燒，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引發(fā)二次燃燒，如何通過對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之一１３１１。１．４．５粘土／聚合物納米復(fù)合材料 的性能 當(dāng)納米級粘土均勻的分散在聚合物之中時，結(jié)合聚合物的加工性能也會有很大的提升，所以材料的宏觀及微觀性能與粘土在聚合物中的分散息息相關(guān)，如果分散性能較好，材料的熱變形溫度、氣透性等宏觀性能也會有較好的表現(xiàn)，由此可見，粘土的分散是決定這個材料性能的關(guān)鍵，如何處理好粘土在聚合物中的分散是材料制備過程中應(yīng)當(dāng)解決的首要問題。１．４．６層狀硅酸鹽／聚合物納米復(fù)合材料的應(yīng)用 粘土／尼龍納米復(fù)合材料是在上世紀(jì)８０年代被發(fā)現(xiàn)的最早的層狀硅酸鹽／聚合物納米復(fù)合材料，如今已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。目前各個國家都制備出了粘
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