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1、分類號(hào)___________密級(jí)___________石墨烯的表面修飾及石墨烯/尼龍6納米復(fù)合材料的制備研究生姓名：胡澤藝指導(dǎo)教師姓名、職稱：陳憲宏教授丁燕鴻副教授學(xué)科專業(yè)：冶金材料工程研究方向：納米復(fù)合材料湖南工業(yè)大學(xué)二〇一八年六月十五日分類號(hào)___________密級(jí)___________石墨烯的表面修飾及石墨烯/尼龍6納米復(fù)合材料的制備Functionalizationofgrapheneandthepreparationofgraphene/nylon6nanocomposites研究生姓名：胡澤
2、藝指導(dǎo)教師姓名、職稱：陳憲宏教授丁燕鴻副教授學(xué)科專業(yè)：冶金材料工程研究方向：納米復(fù)合材料論文答辯日期答辯委員會(huì)主席湖南工業(yè)大學(xué)二〇一八年六月十五日湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日湖南工業(yè)大學(xué)論文版權(quán)使用授權(quán)書本人了解
3、湖南工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用復(fù)印、縮印或其他手段保存學(xué)位論文；學(xué)?？筛鶕?jù)國家或湖南省有關(guān)部門規(guī)定送交學(xué)位論文。作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：年月日摘要石墨烯以其特有的力學(xué)、電學(xué)、化學(xué)特性以及獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，在未來高科技領(lǐng)域中具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。其中將石墨烯作為填充材料來制備石墨烯/聚合物納米復(fù)合材料，不僅為高綜合性能復(fù)合材料的制備開辟了新的研究思路，還為石墨烯的應(yīng)用開啟了新的篇章，可見利用石墨烯來改性尼
4、龍6(PA6)的力學(xué)性能具有重要的研究意義。然而，石墨烯呈化學(xué)惰性，在PA6基體中存在著易團(tuán)聚、界面結(jié)合不佳等問題，嚴(yán)重影響了復(fù)合材料的相關(guān)性能。基于此，本論文以提高PA6的力學(xué)性能為研究目的，通過對(duì)石墨烯進(jìn)行系列改性處理，采用FTIR、XRD、TG、XPS等檢測(cè)手段對(duì)其進(jìn)行微觀組織和力學(xué)性能表征，考察了不同含量的功能化石墨烯對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。首先，采用自由基加成的方法，利用丁二酸?；^氧化物對(duì)氧化石墨烯(GO)進(jìn)行側(cè)壁羧基功能化，得到表面接枝羧基的氧化石墨烯(CFGO)，通過光譜對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征并
5、考察了其分散性。結(jié)果表明：羧基自由基以共價(jià)鍵的方式接枝到GO表面，使GO表面羧基含量提高了7.6%以上。通過觀察GO和CFGO在水和甲苯中的分散情況，發(fā)現(xiàn)羧基化的CFGO在極性溶劑(水)中具有更好的分散穩(wěn)定性，但在非極性溶劑(甲苯)中分散性能比GO還差。其次，利用原位聚合法，在CFGO上進(jìn)行PA6接枝改性，得到表面接枝PA6分子鏈的CFGO(記為PNG)，并對(duì)接枝效果進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：隨著CFGO含量的增多，PA6聚合物的分子量逐漸下降，且通過熱重分析計(jì)算出PNG-0.1的接枝率最高為87%。最后，利
6、用物理共混法制備了PNG/PA6納米復(fù)合材料，考察不同添加量的PNG對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：隨著PNG含量的增加，PNG/PA6的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度都表現(xiàn)出先増加后降低的趨勢(shì)，當(dāng)PNG的含量為0.5wt%時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大，分別為96.6Mpa和104.5Mpa，較純PA6增加了17%和23.3%。沖擊強(qiáng)度在PNG含量為0.3wt%時(shí)達(dá)到最大為28.95KJ/m，較純PA6提高了51%，當(dāng)PNG的含量超過0.3wt%時(shí)，復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度開始下降。關(guān)鍵詞：氧化石墨烯，尼龍6
7、，改性，復(fù)合材料，力學(xué)性能IABSTRACTGraphenewithitsuniquemechanical,electricalandchemicalpropertiesanduniquestructurehasgreatapplicationvalueinthefuturehigh-techfields.Thepreparationofgraphene/polymernanocompositesbyusinggrapheneasafillermaterialnotonlyopensupnewresear
8、chideasforthepreparationofhigh-performancecompositematerials,butalsoopensanewchapterfortheapplicationofgraphene.Itcanbeseenthatgrapheneisused.Themechanicalpropertiesofmodifiednylon6haveimportantresearchsignificance.
