氧化石墨烯_超高分子量聚乙烯协同改性铸型尼龙复合材料性能的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文氧化石墨烯/超高分子量聚乙烯协同改性铸型尼龙复合材料性能的研究论文作者：邢文晓学生类别：全日制学科门类：理学学科专业：高分子化学与物理指导教师：王月欣职称：教授资助基金项目：（必要时填写）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofPolymerPhysicsandChemistryTHESYNERGISTICEFFECTOFGRAPHENEOXIDEWITHU

2、LTRAHIGHMOLECULARWEIGHTPOLYETHYLENEONMONOMERCASTINGNYLONbyXingWenxiaoSupervisor:Prof.WangYuexinMay2016ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.××××××××.原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，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，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品

3、内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（

4、保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：河北工业大学硕士学位论文摘要铸型（MC）尼龙具有生产工艺简单，分子量大，性能优良，应用领域广等优点。然而与金属材料相比，普通MC尼龙却具有抗冲击性、耐磨性、自润滑性、热稳定性较差等缺点。本文针对以上缺点，采用氧化石墨烯（GO）和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）对MC尼龙进行改性研究，以提高其在增韧、耐磨、耐热方面的应用范围。首先，本文通过环氧丙基三甲基氯化铵（GTMAC）来改性GO，得到GO-GTMAC，利用阴离子原位聚合得到MC

5、尼龙/GO-GTMAC复合材料。通过XRD、TGA、DMA、力学测试、摩擦性能测试等方法研究了复合材料的结构和相关性能，结果表明，在GO-GTMAC加入量为0.2wt%时，其复合材料的热稳定性能、力学性能及摩擦学性能最佳。相较于纯MC尼龙，除了其弯曲强度稍有下降之外，其复合材料的冲击强度、拉伸强度和压缩强度均提高了8.9%、5.1%和22%，其摩擦系数也下降了24.2%，其玻璃化转变温度（Tg）提高了6.0℃。其次，本文又采用不同比例的GO与UHMWPE协同改性MC尼龙。但是，MC尼龙分子链和UHMWPE分

6、子链在结构上存在明显差异，相容性极差。因此，我们使用马来酸酐（MAH）接枝UHMWPE，得到UHMWPE-g-MAH。将不同比例的UHMWPE-g-MAH与GO-GTMAC反应，制得GO-g-UHMWPE/UHMWPE，将其用来改性MC尼龙。采用SEM、CA和DMA分析等手段研究GO-g-UHMWPE对UHMWPE与MC尼龙基体的相容性。结果表明，GO-g-UHMWPE的加入，使得UHMWPE与MC尼龙基体的相容性提高。XRD结果表明，UHMWPE的长链缠结作用，对MC尼龙的结晶速率产生了阻碍作用，有不稳定

7、的γ晶型生成。同时，UHMWPE的加入，使得GO/UHMWPE协同改性的MC尼龙复合材料的力学性能及摩擦磨损性能有更高程度的提高。当GO-g-UHMWPE/UHMWPE加入量为0.0615wt%时（与纯MC尼龙相比），其复合材料的冲击强度提高了94.1%，摩擦系数下降到0.40（降低了39.4%），且磨损量和磨痕宽度随GO-g-UHMWPE/UHMWPE加入量的增加而逐渐下降。同时，GO和UHMWPE的共同加入，对挥发性降解物质的逃逸起到了阻隔作用，使其复合材料的热稳定性有显著性的提高。关键字：铸型尼龙氧化

8、石墨烯超高分子量聚乙烯相容性复合材料I河北工业大学硕士学位论文ABSTRACTMCnylonhastheadvantagesofsimplepreparationprocess,highmolecularweight,excellentperformanceandwideapplicationscope,andsoon.However,comparingtometal,owingtothecommonMCnylo