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納米石墨微片材料對復合材料的熱性能影響研究

時間:2019-05-14 12:49來源:畢業論文
納米石墨微片厚度介于石墨和石墨烯之間,性能同樣保留了石墨和石墨烯材料的諸多優點,因為其有著石墨的晶體結構,它保留住了石墨抗腐蝕、耐高溫的特點,同時又有著非常好的導

摘要本研究采用原位聚合法分別制備了不同剛性氧化石墨烯納米片(r-GONPs)含量(0.5、1、2、3wt%)的r-GONPs/環氧樹脂復合材料,并研究了r-GONPs含量對環氧樹脂(DGEBA/EMI-2,4體系)基體熱性能的影響。利用廣角X射線衍儀、場發射掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡對r-GONPs在基體中的剝離和分散狀態進行了表征,結果表明r-GONPs在環氧樹脂基體中被進一步剝離并且分散均勻。對不同含量的r-GONPs/環氧樹脂復合材料進行導熱率、熱膨脹系數的測量以及通過差示掃描量熱法對玻璃化轉變溫度進行進一步探究,結果表明,隨著r-GONPs填充量的增加,3wt% r-GONPs/環氧樹脂復合材料具有最佳熱性能,導熱率增大到最大值0.73W/m·K(純環氧樹脂的~3.5倍),并且在固化階段,玻璃化轉變溫度最大,熱膨脹系數最小,約為5.8×10-5/K(比純環氧樹脂減小~35%)。lf0051
關鍵詞  氧化石墨烯  環氧樹脂  復合材料  熱性能
Title:The effect of graphene oxide nanoplates on the thermal properties of polymer composite materials
Abstract
In this study the r-GONPs/epoxy composites with different r-GONPs loading (0.5, 1,2,3wt%)were prepared via in­situ polymerization ,and the effects of r-GONPs loading on the thermal properties of the epoxy matrix (DGEBA/EMI-2,4 system)were analyzed. The exfoliation level and dispersion state of r-GONPs in the epoxy matrix were characterized by WXRD、FESEM and TEM.The results suggest that the r-GONPs are further exfoliated and uniformly dispersed in the epoxy matrix.The thermal conductivity and the coefficient of thermal expansion of r-GONPs/ epoxy composites with different contents were measured and the glass transition temperature of it was further explored by means of differential scanning calorimetry.The results show that with the increasing r-GONPs content, 3wt% r-GONPs/ epoxy composites have the best thermal performance and the thermal conductivity increases to a maximum value of 0.73W/m·K (3.5 times that of pure epoxy resin).During the curing stage, 3wt% r-GONPs/ epoxy composites also have the maximum glass transition temperature  and the minimum coefficient of thermal expansion(5.8×10-5/K ,35% reduction compared to the epoxy).

源`自*六)維[論*文'網www.mmeqir.tw


Keywords  graphene oxide   epoxy   composite   thermal performance
1  緒論    1
1.1  納米石墨微片 1
1.2  復合材料的制備方法  3
1.3  填充型復合材料導熱率的影響因素    6
1.4  石墨烯基復合材料熱性能的研究進展  10
1.5  本實驗研究內容  13
2  實驗    15
2.1  實驗原料和器材  15
2.2  實驗方法 15
2.3  測試方法 16
3  結果與分析 18
3.1  環氧樹脂基體中r-GONPs的剝離程度和分散狀態  18
3.2  r-GONPs強化環氧樹脂導熱性能的優勢    20
3.3  DSC   20
3.4  熱膨脹系數   22
結論   23
致謝   24
參考文獻   25
1  緒論
1.1  納米石墨微片
納米石墨微片是片層厚度為納米尺寸的石墨,一般采用機械化學手段剝離石墨片層進得到,納米石墨微片可以在納米尺度和聚合物復合,由于納米尺寸的特殊性能,納米石墨微片的填充能顯著提升聚合物的某些性能,提高石墨在復合材料中的有效含量,在保持材料力學性能和加工性能的前提之下,得到高性能的納米石墨/聚合物復合材料。自從石墨烯被發現以來,由于它在許多方面的優異表現,收到科學界的普遍重視。當石墨烯微片的厚度降低到幾納米范圍內時,就可以認為是納米石墨微片,如何剝離石墨片層到納米尺度以及如何發揮納米石墨微片在各個領域中的作用,是科學界研究的熱點。 納米石墨微片材料對復合材料的熱性能影響研究:http://www.mmeqir.tw/cailiao/20190514/33281.html
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