氧化石墨烯及其复合材料的制备与表征

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1、南京理工大学硕士学位论文氧化石墨烯及其复合材料的制备与表征姓名：党志敏申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：应宗荣20100622硕士论文氧化石墨烯及其复合材料的制备与表征摘要本文通过Hummers法制备氧化石墨，将其分散于有机溶剂中进行超声处理制备氧化石墨烯分散液，选取最具代表性且应用最广的两种塑料一尼龙6(PA6)、聚丙烯(PP)为基体，采用物理溶液混合法制备了聚合物／氧化石墨烯复合材料。采用傅利叶红外光谱扫描仪(FT-IR)、拉曼光谱分析(Raman)、热失重分析仪(TGA／DTG)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)

2、及偏光显微镜(POM)对氧化石墨烯及其复合体系进行了结构表征和性能测试，采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对其微观分散性进行了观察。FT-IR、Ramall、XRD、SEM和TEM分析表明，采用Hummers法成功制备氧化石墨，经超声处理得到了尺寸为纳米级的氧化石墨烯，能均匀分散于乙二醇中，经异氰酸酯(TDI)改性后能均匀分散于甲酸中。对于聚合物／氧化石墨烯复合体系，通过SEM表征观察到氧化石墨烯能均匀分散于基体中，POM、XRD和DSC分析表明氧化石墨烯的加入对聚合物基体的晶体尺寸、结晶度、结晶温度、结晶速率等影响比较

3、显著，但不影响其晶型。氧化石墨烯一方面破坏了基体分子链的规整性，另一方面起到成核剂作用使基体的结晶性能增强。TGA／DTG分析表明氧化石墨烯的加入对基体的热稳定性影响不明显。对复合体系作热降解动力学分析的结果表明，氧化石墨烯的加入使聚合物的热降解活化能增大。关键词：氧化石墨烯，尼龙6，聚丙烯，复合材料，结晶，热降解Abstract硕士论文Inthispaper,graphiteoxidewaspreparedbyhummersmethod，andthenwassubjectedtoultrasonictreatmentintheorgani

4、csolventstopreparegrapheneoxide．UsingtypicpolymermaterialsPAandPPasmatrix，respectively,graphemeoxideasfiller,grapheneoxide／polymercompositeswerepreparedbyphysicalsolutionblending．GrapheneoxideandthecompositesystemswerecharacterizedbymeansofFourierIRspectra(FTIR)，Ramanspect

5、roscopy皿aman)，ThermalgravimetricanalyzerandDerivativeThermo—gravimetry(TGA／DTG)，Differentialscanningcalorimetry(DSC)，X—raydiffraction(XRD)andPolarizedopticalmicroscopy(POM)．Meanwhile，Scanningelectronmicroscopy(SEM)andTransmissionelectronmicroscopy(TEM)wereusedtoobservethem

6、icrostructureofgrapheneoxideandthecompositesystems．TheanalysisresultsofFT-IR，Raman，XRDandTEMshowthatgrapheneoxidewassuccessfullypreparedandgrapheneoxideWasobtainedafterultrasonictreatment．Thesizeofgrapheneoxidehasreachedthennllevel．GrapheneoxideCandispersewellinethylenegly

7、col，andalsodispersewellinformicacidfollowedbyisocyanatetreatment．Forthecompositesystems，SEMphotographsshowthatgrapheneoxidecoulddispersewellinthematrix，POM、XRDandDSCanalysisresultsindicatethattheadditionofgraheneoxidehasagreatinfluenceonthecrystalperformancesofthematrix，su

8、chascrystalmorphology,crystallinity,crystallizationtemperature，crystallizationrate，buthas