二氧化硅修饰石墨烯及其绝缘导热环氧树脂纳米复合材料

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1、北京化工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，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已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。作者签名：日期：—≥旦件∽p关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许

2、学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。口论文暂不公开(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)范围，在一年解密后适用本授权书。口非暂不公开(或保密)论文注释：本学位论文不属于暂不公开(或保密)范围，适用本授权书。日期：20／4，$-j；D日期：29停，j／；D学位论文数据集1111111lllllllllllqllllllllUlllllllII111Y2629023中图分类号TQ31学科分类号430．55论文编号1001020140473密级公开学位授

3、予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名浦雪学号2011200473获学位专业名称材料科学与工程获学位专业代码080500课题来源国家自然科学基金研究方向纳米复合材料论文题目二氧化硅修饰石墨烯及其绝缘导热环氧树脂纳米复合材料关键词氧化石墨烯，还原，二氧化硅，纳米复合材料，导热性能，电绝缘性论文答辩日期2014年5月29日宰论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师于中振教授北京化工大学高分子材料评阅人1张胜教授北京化工大学高分子材料评阅入2曲晋副教授北京化工大学高分子材料评阅人3评阅人4

4、评阅人5答辩委员会主席詹茂盛教授北京化工大学高分子材料答辩委员1乔辉副教授北京化工大学高分子材料答辩委员2谷晓昱副教授北京化工大学高分子材料答辩委员3刘长维高工北京化工大学高分子材料答辩委员4曲晋副教授北京化工大学高分子材料答辩委员5汪：一．四．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。学科分类号在中华人民共和国国家标准(GM13745-9)《学科分类与代码》中查询。论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要二氧化硅修饰石墨烯及其绝缘导热环氧树脂纳米复合材料随着电子器件的不断微型

5、化以及电气设备输出功率的不断增加，如何获得高效的热管理，是电子封装材料亟需解决的一个难题。高分子材料由于具有低成本、电绝缘性以及良好的可加工性，备受关注。聚合物本身的热导率非常低，通过添加具有高导热性的填料，聚合物的热导率可以提高。但由于填料与基体之间界面热阻的存在，特别是对于添加纳米级填料的复合材料，复合材料的导热性能并不理想。因此，改善界面结构，对于提高纳米复合材料的导热性能来说，尤其重要。石墨烯具有优异的导热性能，但同时也具有很高的电导率。本文利用电绝缘层包覆在石墨烯表面，降低石墨烯片层电导率的同时，还能够提高石墨烯与聚合物基体界

6、面之间的相容性，促进界面热量的传递。由此得到的兼具优异的导热性能和电绝缘性的纳米复合材料是开发多功能集成结构电子系统的关键材料，己被应用于热控制和电子封装等领域。主要工作如下：l、在不添加传统还原剂的条件下，采用3．氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对氧化石墨烯(grapheneoxide，GO)进行还原及功能化修饰，得到改性的石墨烯(A-graphene)。多种表征结果显示，APTES的氨基与GO表面的环氧基团发生了亲核取代反应，从而实现了对GO的还原且修饰作用。研究不同温度不同反应时间条件下APTES对GO的还原和修饰的效果，得出AP

7、TES在75℃反应12h后，对GO的还原及修饰最为完全。2、分别采用正硅酸乙酯(TEOS)和APTES作为前驱体，通过溶胶凝胶法，在A-伊aphene表面包覆上Si02(产物记作A-graphene—Si02)或SiOx(产物记作A-鲫hene—SiOx)。研究不同结构有机硅氧烷的水解·缩聚产物的形态，分析有机硅氧烷中烷基链对溶胶凝胶过程的影响。通过SEM和TEM能够观察到，TEOS的水解．缩聚产物为粒径10--20nln的Si02纳米颗粒，它紧密的排列，包覆在A-铲aphene表面。而APTES中由于烷基链的存在，只能得到SPO—Si

8、网络的笼状结构产物。3、将A-gaphene、A-gmphene·Si02和A-gaphene—Siox分别与环氧树脂(EP)复合，研究A-graphene—Si02表面Si02层对复合材料导热性能和电绝缘