通過對功能化石墨烯/高分子複合(hé)材料的研(yán)究,了解了功能(néng)化石墨烯/高分子複合材料的製備(bèi)方法、表征手段以及應用領域等。其中對於功能化石墨烯我們分別選擇氨基化石墨烯(xī)、氟化石墨烯,高分子基體為PI,綜合兩相性(xìng)能的優點,通過原位聚合的方法分(fèn)別製備了氨基化石墨烯(xī)/聚酰亞胺複合材料薄(báo)膜、氟化石墨烯/聚(jù)酰亞胺複合材料薄膜。並對他們的微觀結構和性(xìng)能都進行了研究。其中本(běn)文主要可以得到以下結果:
(1) 分別使(shǐ)用對(duì)硝基苯胺和五氟化苯胺(àn)對氧化(huà)石墨烯進行修飾。通過對功(gōng)能化(huà)石墨烯進行FTIR、XPS、XRD、Raman、TG 和SEM 表征(zhēng),證(zhèng)明在**個體係(xì)內石(shí)墨烯成功的接枝(zhī)上了氨基,在第二個體係內石墨烯成功的接枝上(shàng)了氟。
(2) 通過SEM 比較複合薄膜的微觀形貌特征,可知NH2-rGO 在PI 基體(tǐ)中分散效果(guǒ)很好。低含量NH2-rGO添加有益於提升PI 複合薄膜(mó)的熱穩定性、Tda 和(hé)力學性能。當(dāng)NH2-rGO 添加量為2 wt%的PI 複合薄膜來說,放熱峰所對應的溫度與純PI 相比有提高了15℃。而Tda 增大了23.4℃。同時,複合薄膜的彈(dàn)性(xìng)模量為611.96 GPa,拉伸(shēn)
強度為(wéi)33.57 MPa 以及斷裂伸長率為33.05 %。高(gāo)含量的NH2-rGO 添加(jiā)有助於提高PI 複合薄膜的介電常數和(hé)疏水性,在10 kHz~1000 kHz 範圍內,純的PI 介電常數為3.61~3.65,當NH2-rGO 含量為5 wt% 時,介電常數則增加為8.51~10.52。並且使得複合材料的接觸角從71°增加到(dào)100.3°。
(3) 通過SEM 測試比較了複合薄膜的微觀形貌特征,可知(zhī)F-GO 在PI 基體中分(fèn)散效果相對較(jiào)好。低含量F-GO 添加有益於提升PI 複(fù)合(hé)薄膜的熱(rè)穩定性、Tda 和力學性能。當F-GO 的(de)添加量是2 wt%時得到的PI 複(fù)合薄膜,吸熱峰所對(duì)應的溫度(dù)與純PI 相比分別提高了3℃,同時Tda 增大了24.63℃。複合薄膜的彈性模量為422.41GPa,拉伸強度為14.2 MPa,斷裂(liè)伸長率為13.43 %。高含量的F-GO 添加有助於提高PI複合薄膜的介電常數(shù)和親水性,在10 kHz~1000 kHz 範圍內,當F-GO 含量為5 wt%時,介電常數為(wéi)5.5~6.7。使得複合材料的接觸(chù)角從70.9°減小(xiǎo)到47.8°。