石墨烯负载纳米粒子改性硅树脂热性能的研究

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1、硕士学位论文石墨烯负载纳米粒子改性硅树脂热性能的研究RESEARCHONTHETHERMALPROPERTYOFSILICONERESINMODIFIEDBYGRAPHENELOADEDNANOPATICLES何珊哈尔滨工业大学2015年6月+国内图书分类号：TQ325.14学校代码：10213国际图书分类号：620密级：公开理学硕士学位论文石墨烯负载纳米粒子改性硅树脂热性能的研究硕士研究生：何珊导师：姜波副教授申请学位：理学硕士学科：高分子化学与物理所在单位：化工学院答辩日期：2015年06月授予学位单位：哈尔滨工业大学+Classifi

2、edIndex:TQ325.14U.D.C:620DissertationfortheMasterDegreeinScienceRESEARCHONTHETHERMALPROPERTYOFSILICONERESINMODIFIEDBYGRAPHENELOADEDNANOPATICLESCandidate：HeshanSupervisor：AssociateProf.JiangBoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：PolymerChemistryandPhysicsAffil

3、iation：SchoolofChemicalEngineering&TechnologyDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要随着科学技术的快速发展，有机硅树脂作为一种新型材料广泛用于航空航天及电子等高端领域。大多数情况下有机硅树脂都采用高温固化，为了使有机硅树脂的机械性能和耐高温性能得到一定程度上的提升，一般采用提高有机硅树脂交联度和添加填料等手段。近年来紫外光固化由于其独特的优势得

4、到了越来越广泛的关注，在体系中加入一定含量高分散性的纳米粒子更可以有效结合纳米粒子的性能以及紫外光快速固化和无溶剂的特点，从而得到性能优异的无机-有机纳米复合材料体系。本文主要研究的是不同的复合纳米粒子改性有机硅树脂在高温固化和UV光固化行为的研究，分析不同固化方式对有机硅树脂的热稳定性能的影响。首先采用两步法，在高温水热条件下合成Co3O4/rmGO，用X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)等表征手段对其结构和负载原理进行分析，发现在合成过程中加入氨水可以调节钴离子的水解和氧化以及对石墨烯的结构产生变化，得到N掺杂氧化石墨烯负载纳

5、米粒子复合材料Co3O4/N-rmGO。对Co3O4/N-rmGO改性的甲基硅树脂进行热分解动力学研究，发现初始分解温度由原来的185℃提高到235℃，热分解活化能E1为87.95247kJ/mol，E2为248.7991kJ/mol，并求出在“回咬”和“重排”过程中甲基硅树脂的降解速率方程。为了使有机硅树脂可以在UV下进行固化，在合成甲基硅树脂的原料中加入γ-甲基丙烯酰氧基硅基丙基三甲氧基硅烷，在pH=4~5，60℃条件下水解缩聚得到带有双键的丙烯酰氧基有机硅树脂。通过核磁(NMR)，气相凝胶色谱(GPC)等手段证实所合成树脂的结构端基为

6、羟基，侧链带有酰氧官能团。之后2在20mW/cm功率下，样品厚度也为10μm，紫外光引发剂量为1wt%条件下，得到丙烯酰氧基有机硅树脂每个自由基所连接的单元数为1153。无机-有机杂化材料在一定程度上结合了纳米粒子的高性能以及有机聚合物易加工和改性的特点。因为TiO2/rmGO对紫外光有一定的吸收能力及催化能力，所以首先我们在水热条件下通过调节C2H5OH/H2O的比例得到不同粒径的TiO2纳米粒子，发现10nmTiO2/rmGO纳米粒子固化时间和最终转化率最高，复合纳米粒子的的加入量为5%时，转化率为85%，固化时间为15s。关键词：复合

7、纳米粒子；有机硅树脂；固化行为；动力学I哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,siliconeresinasakindofnewmaterialiswidelyappliedinthefieldofaviation,aerospace,electronicsandotheradvancedfield.Inresponsetothestringentphysicalpropertydemandsintheaforementionedfield,

8、improvingresincross-linkingdegreesoraddingotherpackingisregardedasthekeytodevelopsuperior