通過對功能化石墨烯/高分子複合材料的研究,了解了功能化石墨烯/高分子複(fù)合材料的製備方法、表征手段以及應用(yòng)領域等。其中對於功能化石墨烯我(wǒ)們分別選擇氨基化石墨烯、氟化石墨烯,高分子(zǐ)基體為PI,綜合兩相性能的(de)優點,通過原(yuán)位聚合的(de)方法分別製備了氨基化(huà)石墨烯/聚酰亞胺複合材料薄膜、氟化石墨烯/聚酰亞胺複合材料薄膜。並對他們(men)的微觀結構和性能都進行了研究。其中本文主要可以得到以下結果:
(1) 分別使用對硝基苯胺和(hé)五氟化(huà)苯胺(àn)對氧化石墨烯進行修飾。通過對功(gōng)能化石(shí)墨烯進行FTIR、XPS、XRD、Raman、TG 和SEM 表征,證明(míng)在**個體係內石墨烯成功(gōng)的接枝上了氨基(jī),在第二個體係(xì)內(nèi)石墨烯成功的接枝上了氟。
(2) 通過SEM 比較複合薄膜的微觀形貌特征,可知NH2-rGO 在PI 基體中分散效果很好(hǎo)。低含量NH2-rGO添加有益於(yú)提升PI 複合薄膜的(de)熱穩定性、Tda 和力學性能。當NH2-rGO 添(tiān)加量為2 wt%的PI 複合薄膜來說,放(fàng)熱峰所對應(yīng)的溫度與純PI 相比有提高了15℃。而Tda 增大了23.4℃。同時,複合薄膜的彈性模量為611.96 GPa,拉伸
強度為33.57 MPa 以及斷裂伸長率為33.05 %。高含量的(de)NH2-rGO 添加有助於提高PI 複合薄膜的介電常數和疏水性,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(jiǎo)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F-GO 在PI 基體中分散效果(guǒ)相對較好。低(dī)含量F-GO 添加有益(yì)於提升PI 複合薄膜的熱穩定性、Tda 和力學性能。當F-GO 的添加量是2 wt%時得(dé)到的PI 複(fù)合薄膜,吸熱峰所對應(yīng)的溫度與純PI 相(xiàng)比分別提(tí)高了3℃,同時Tda 增大(dà)了24.63℃。複合薄膜的彈性模量為422.41GPa,拉伸強(qiáng)度為14.2 MPa,斷裂伸長率為13.43 %。高含量的F-GO 添(tiān)加有助於提高PI複(fù)合薄膜的介電常數和親水性,在10 kHz~1000 kHz 範圍內,當F-GO 含量為5 wt%時,介電常數為5.5~6.7。使得複合材料的接觸(chù)角從70.9°減小(xiǎo)到47.8°。