周醒
,
夏元梦
,
蔺海兰
,
王正君
,
肖文强
,
卞军
,
赵新为
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20161208.003
采用Hummers法制备了氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO),再与经硅烷偶联剂(APTES)偶联改性纳米SiO2所得的产物(nano SiO2-NH2)混合,制备了石墨烯片(Graphene Sheets,GS)接枝纳米SiO2杂化材料(nano SiO2-g-GS).以nano SiO2-g-GS为填料,热塑性聚氨酯(TPU)为基体,通过熔融共混法制备共混型nanoSiO2-g-GS/TPU复合材料,并对填料和复合材料进行测试和表征.拉伸测试显示nano SiO2-g-GS的加入对基体TPU有一定的补强作用,使复合材料定伸应力(300％ 、500％和1 000％)增大.DSC测试显示,与纯TPU相比,nano SiO2-g-GS/TPU复合材料的结晶温度有大幅升高,填料含量为1wt％时,TPU的结晶温度升高了44℃.形状记忆测试结果显示,随nano SiO2-g-GS含量增加,nano SiO2-g-GS/TPU复合材料的形状回复率(Rr)逐渐降低,但形状固定率(Rf)逐渐升高.当nano SiO2-g-GS质量分数为1wt％时,nano SiO2-g-GS/TPU复合材料性能最佳.
关键词:
热塑性聚氨酯
,
功能化石墨烯
,
复合材料
,
形状记忆性能
,
熔融共混
蔺海兰
,
申亚军
,
王正君
,
周醒
,
王刚
,
卞军
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2015.434
利用乙二胺功能化石墨烯(GS-EDA)为纳米填料,马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)弹性体为增韧剂,经熔融共混法制备了PP/POE-g-MAH/GS-EDA纳米复合材料.并采用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)、热失重分析(TGA)、力学性能、热变形温度和熔融指数测试分别对填料和所得纳米复合材料的结构和性能进行了测试和表征.研究表明,EDA己成功接枝于石墨烯的表面上;POE-g-MAH的酐基与GS-EDA的氨基发生了作用改善了共混体系的界面相容性并促进了GS-EDA在PP基体中的分散性.当GS-EDA含量为0 5％(质量分数)时,复合材料的拉伸强度、弹性模量和冲击强度分别较PP/POE-g-MAH提高了25.2％、32.5％和26.9％,此时复合材料的综合力学性能也最好.添加GS-EDA提高了复合材料的结晶温度、熔融温度和结晶度.GS-EDA的加入使PP/POE-g-MAH/GS-EDA复合材料的热稳定性提高,而熔融指数逐渐降低.
关键词:
复合材料
,
功能化石墨烯
,
聚丙烯
,
力学性能
,
热性能
何飞雄
,
卞军
,
蔺海兰
,
杨峰
,
周强
,
王刚
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140410.001
采用溶液共混法制备了乙二胺功能化石墨烯片/聚丙烯-马来酸酐接枝聚丙烯(GS-EDA/PP-PP-g-MAH)复合材料.利用FTIR、XRD、DSC、SEM和拉伸等表征手段对氧化石墨(GO)、GS-EDA及复合材料的结构和性能进行表征.研究结果表明:乙二胺(EDA)成功接枝到石墨烯片(GS)的表面上;在共混过程中,GS-EDA与PP-g-MAH之间产生了强烈的氢键作用,使GS-EDA均匀分散于基体中.DSC测试表明:GS-EDA的加入使GS-EDA/PP-PP-g-MAH复合材料的结晶峰向高温方向移动.随着GS-EDA加入量的增大,GS-EDA/PP-PP-g-MAH复合材料的拉伸强度呈先升后降的趋势.当加入质量分数为0.5％的GS-EDA时,复合材料的拉伸强度达到最大,较纯PP-PP-g-MAH的增加了24.7％,较PP的增加了17.5％.SEM观察表明:加入少量的GS-EDA时,GS-EDA能均匀分散于基体中,但加入过多的GS-EDA将引起团聚.
关键词:
聚丙烯
,
功能化石墨烯片
,
复合材料
,
热性能
,
溶液混合
周强
,
卞军
,
王刚
,
何飞雄
,
蔺海兰
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150707.003
利用硅烷偶联剂(APTES)对氧化石墨烯(GO)进行功能化改性,在不同的试验条件下制备了3种硅烷偶联剂功能化GO(APTES-g-GO)纳米填料,并经熔融共混制备了APTES-g-GO填充改性的聚苯乙烯(PS)复合材料.为了改善复合材料的界面作用,采用马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)为增容剂.分别采用FT-IR、XRD、TG、SEM以及拉伸和冲击测试对填料和纳米APTES-g-GO/POE-g-MAH/PS复合材料的结构和性能进行了表征和测试.结果表明:APTES已成功接枝于GO的表面上.接枝过程中,APTES对GO有一定的剥离和还原作用.随着填料含量的增加,纳米APTES-g-GO/POE-g-MAH/PS复合材料拉伸强度和冲击强度均先上升后下降.当填料与基体质量比为0.75％时,3种复合材料的拉伸强度和冲击强度都达到最大值,其中纳米AS-GO/POE-g-MAH/PS复合材料的综合性能最好,其拉伸强度和冲击强度比POE-g-MAH/PS分别提高了19％和31％.共混过程中,APTES-g-GO与POE-g-MAH之间的反应改善了纳米APTES-g-GO/POE-g-MAH/PS复合材料的界面相互作用.APTES-g-GO均匀分散于复合材料中,它的加入提高了复合材料的热稳定性能.添加AS-GO填料的复合材料热稳定性能提高最为明显,含0.75％ AS-GO的纳米AS-GO/POE-g-MAH/PS复合材料的最大失重温度比POE-g-MAH/PS提高了7℃.
关键词:
聚苯乙烯
,
石墨烯
,
功能化
,
复合材料
,
热性能
蔺海兰
,
朱庆兰
,
卞军
,
周醒
,
王正君
,
鲁云
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150803.003
采用熔融共混技术制备了氧化石墨烯(GO)-nano SiO2杂化材料填充改性的形状记忆热塑性聚氨酯(GO-nano SiO2/TPU)复合材料,探讨了 GO-nano SiO2杂化材料对复合材料力学性能、熔融指数及形状记忆性能的影响。结果表明：GO-nano SiO2含量对 GO-nano SiO2/TPU 复合材料的力学性能有明显的影响,其含量为0.5 wt%~1 wt%时,GO-nano SiO2/TPU复合材料的综合力学性能较好。熔融指数分析表明,填料的加入会降低材料的加工流动性能。形状记忆性能研究表明,加入 GO-nano SiO2杂化材料使得 GO-nano SiO2/TPU 复合材料的形状固定率先降低后上升,在含量为1 wt%后上升趋势更加明显；而形状回复率随填料含量的增加而呈降低趋势,并且在100℃高温这种变化趋势更加明显和稳定,回复温度越高,形状回复率越好。
关键词:
热塑性聚氨酯
,
氧化石墨烯
,
纳米 SiO2
,
复合材料
,
形状记忆性能
,
力学性能
