功能化氧化石墨烯-UHMWPE復合薄膜的制備及氣體阻隔性研究.pdf

1、烯烴類聚合物具有優(yōu)異的機械性能，極好的加工性及價廉等優(yōu)點，在日常生活和包裝領(lǐng)域中廣為應用。其中超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，不僅具有傳統(tǒng)工程塑料的優(yōu)良性質(zhì)，更有良好的耐磨性、優(yōu)越的抗腐蝕性和生物相容性等，但其分子問作用力弱，導致阻氣性能較差，限制了其在部分高性能包裝領(lǐng)域中的應用范圍，因此提高烯烴類聚合物的氣體阻隔性能成為研究的重點。氧化石墨烯(GO)作為一種具有極大比表面積的片層狀碳納米填料，少量添加便可以大幅提升復合材料的阻隔性能

2、。但GO不能在烯烴類聚合物中均勻分散，需要進行改性。為此，本文對GO進行烷基化改性，并對改性后的GO/UHMWPE納米復合材料的氣體阻隔性能進行研究，具體內(nèi)容如下：
　　采用十八烷基胺(ODA)在145℃條件下對GO進行改性處理，熱失重分析、廣角X射線衍射和紅外光譜測試研究表明，GDA分子鏈能成功接枝在GO表面。分別通過溶液共混法和層層自組裝法制備了兩種結(jié)構(gòu)的ODA-GO/UHMWPE納米復合材料。場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)顯

3、示ODA-GO以剝離的方式均勻分散于UHMWPE基體中，層層自組裝法制備的復合薄膜層層結(jié)構(gòu)明顯；透氣性測試結(jié)果顯示，UHMWPE基體中的ODA-GO片層能夠有效提高復合薄膜的氣體阻隔性能，對于均勻結(jié)構(gòu)，當ODA-GO含量為1.5wt％時，ODA-GO/UHMWPE納米復合材料的氧氣滲透系數(shù)由純UHMWPE的3.573×10-13m3cm/(Cm2·s·Pa)下降到了1.967×10-13cm3cm/(cm2·s·Pa)，阻O2性提高了4

4、4.9％，CO2的滲透系數(shù)由純UHMWPE的3.493×10-13cm3cm/(cm·s·Pa)下降到了1.908×10-13cm3cm/(cm2·s·Pa)，阻CO2性提高了45.4％；對于層層結(jié)構(gòu)，當ODA-GO層數(shù)為30層時，納米復合材料的氧氣滲透系數(shù)下降到了1.526×10-13cm3cm/(cm2·s·Pa)，阻O2性提高了57.3％，CO2的滲透系數(shù)下降到了1.437×10-13cm3cm/(cm2·S·Pa)，阻CO2性提