水溶性氧化石墨烯改性聚合物合成及其性能研究

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1、Ｉ分类号密级：－１１０７８学校代码：．删：—学号ｍｍｔ：广州大学硕士学位论文水溶性氧化石墨烯改性聚合物合成及其＿目：性能研究学生类型：囱双证学术学位研究生□双证专业学位研究生．□单证专业学位研究生学位申请人：杨敏然导师姓名及职称：刘晓国教授化学化工学院学院（妍宄所）：学科专业（领域）：化学工艺二Ｏ—七年六月论文提交日期：■、：广州大学学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下。除文中己经注明引用的，独立进行研究工作所取得的成果内容外，本论

2、文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过，均己的作品成果。对本文的研宄作出重要贡献的个人和集体在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。：日期６月６日学位论文作者签名：年广州大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解广州大学有关保留、使用学位论文的规定：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权，即单位属广州大学。学校有权保留并向国家主管部门或其指定机、查阅和构送交论文的电子版和纸质版，允许学位论文被检索可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采借阅；学校用影响印、缩印、数字化或其他手段保存、汇编学位论文

3、。（保密论文保密期满后，适用本声明）一本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。本学位论文属于：□保密年解密后适用本授权书。，在ｖ。ｉｚｉ不保密“”Ｖ）（请在以上相应方框内打学位论文作者签名曰期：外＂年６月（曰导师签名曰期：年６月６曰：密级：分类号：受持代码：１１０７８保密日期密期限：４０５０１３保学号：２１１１论文广州大学学位（终稿）合水溶性氧化石墨性烯改性聚物合成及其能研究杨敏然学研科专业（领域）：化学工艺论宄方向：高分子材料合成及应用文答辩日期：２０１７年６月４日

4、、＾７指导教师（签名）：丄、！０＾答答辩委员会主席（签名）：七对羞１．．一辩委员会委员（签名）：、（ｙｆ卜之＿摘要摘要氧化石墨烯作为石墨烯的一种衍生物，其不仅具有成本低廉、原料容易获取等优点，同时还具有良好的机械性能以及许多可利用的含氧官能团（羟基、羧基等），这使得其在聚合物应用上具有很好的发展前景。目前，氧化石墨烯在聚合物中的应用，更多的是采用物理混拼的方法；但由于其与聚合物的结合方式是简单的拼凑，不能够充分地发挥氧化石墨烯优异的性能。本文则突破传统的物理混拼方法，采用化学改性法对聚合物材料进行改性；并对改性后的聚合物的性能进行研究。首先通过Hummers法制

5、得氧化石墨烯，并采用傅立叶转换红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）等手段对氧化石墨烯的表面结构、形貌进行表征，经表征的结果显示：氧化石墨烯成功地得到制备，且表面上携带大量的含氧官能团。接着，将氧化石墨烯逐步与硅烷偶联剂（KH550）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、甲基丙烯酸羟丙酯（HPMA）进行反应，获得实验所需的改性剂：NGI-HPMA。经红外光谱分析、样品残留异氰酸根（-NCO）值测定的方法对NGI-HPMA分析，证明了氧化石墨烯通过化学键连接作用，成功地与HPMA中进行了接枝。此外，在丙烯酸（酯）单体混合体系中引入改性剂NGI-HPMA，通过自由基聚合反应，

6、再经中和成盐，合成出氧化石墨烯改性的水溶性聚合物。并对合成的聚合物进行红外光谱分析，证明了NGI-HPMA成功地实现接枝到丙烯酸树脂中，从而说明了氧化石墨烯成功地实现对丙烯酸树脂的化学改性。最后，以氧化石墨烯改性的水溶性丙烯酸树脂为主要成膜物质，按照一定的物料比例选用氨基树脂固化剂配制成涂料，同时考察了不同NGI-HPMA的添加量对涂膜性能的影响。结果表明：NGI-HPMA的加入，涂膜在水接触角以及耐磨耗性能上有突出的表现。当NGI-HPMA的添加量为12.36%时（占单体总质量的百分数），涂膜的水接触角为82.14度、耐橡皮摩擦次数为578次；综合性能最佳。关键词：氧化石墨烯

7、；聚合物；化学改性法；水接触角；耐磨耗性能IABSTRACTABSTRACTAsaderivativeofgraphene,grapheneoxidehasmadeagooddevelopmentprospectinpracticalapplication,duetotheadvantagesoflowcost,readilyavailablerawmaterialsanditsgoodmechanicalpropertiesandmanyavailableoxygen-containing