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功能化改性还原氧化石墨烯-碳纳米管/热塑性聚氨酯复合材料膜的制备及性能

欧忠星 , 郑玉婴 , 肖东升 , 曹宁宁

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160309.004

为提高热塑性聚氨酯(TPU)的阻隔及抗静电性能,首先,向功能化改性还原氧化石墨烯(FRGO)中加入原始碳纳米管(CNTs),并通过非共价改性制得在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中均匀分散的杂化粒子FRGO-CNTs;然后,在涂膜机上通过溶液涂覆法制备了FRGO-CNTs/TPU复合材料膜;最后,利用FTIR、XRD、XPS、FE-SEM、TG、氧气透过仪、高阻计及万能试验机对FRGO-CNTs/TPU复合材料膜的结构和性能进行了表征.结果表明:FRGO与CNTs之间通过π-π共轭作用发挥协同效应,并且所制备的FRGO CNTs与TPU基体的相容性较好;当FRGO-CNTs含量(以TPU为基准)为2.0wt%时,复合材料膜的热分解温度提高了49℃,氧气透过率下降了53.7%;大比表面积的FRGO与高长径比的CNTs能在TPU基体中构建导电网络;当FRGO-CNTs含量仅为0.8wt%时,FRGO-CNTs/TPU复合材料膜的体积电阻率就能下降7个数量级.与此同时,随FRGO-CNTs含量的增加,复合材料膜的拉伸强度和断裂伸长率均先上升而后下降.

关键词: 功能石墨烯 , 碳纳米管 , 热塑性聚氨酯 , 热稳定性 , 阻隔性 , 抗静电性 , 力学性能

功能石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料膜的制备及性能

郑辉东 , 欧忠星 , 郑玉婴 , 肖东升 , 曹宁宁

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.11.019

采用双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)插层改性氧化石墨烯(DD‐GO),再用抗坏血酸进行还原制得功能石墨烯(DD‐RGO)。采用溶液成形的方法在涂膜机上制备功能石墨烯(DD‐RGO)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料膜,并利用FTIR、XRD、FE‐SEM、高阻计、氧气透过仪对DD‐RGO/TUP复合材料膜结构和性能进行表征。结果表明:经DDAB改性后的石墨烯能在T PU基体中能以褶皱层状的形式均匀的分散,并提高T PU的热稳定性、阻隔性与抗静电性。当DD‐RGO的添加量为2%时,复合材料膜的阻隔性与导电性相对于纯 T PU分别提高了50%与7个数量级,阻隔性与抗静电性明显提高。

关键词: 热塑性聚氨酯 , 功能石墨烯 , 阻隔性 , 抗静电性

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