膨脹石墨插層功能復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf_第1頁(yè)
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1、功能復(fù)合材料因其具有特性各異的性能,而被廣泛研究與應(yīng)用。本論文以膨脹石墨為主體,通過不同方法,制備了聚合物基石墨導(dǎo)電納米復(fù)合材料和金屬氯化物插層石墨復(fù)合物。主要包括以下內(nèi)容: 在本課題組以前工作的基礎(chǔ)上,采用一步法合成了環(huán)狀硫醚酮低聚物,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征與分析,研究了不同反應(yīng)物濃度對(duì)環(huán)狀物產(chǎn)率的影響,和不同溫度下進(jìn)行的開環(huán)聚合反應(yīng)及產(chǎn)物的性質(zhì)。結(jié)果表明,在動(dòng)態(tài)升溫的過程中,環(huán)狀硫醚酮及其與含有線性低聚物的環(huán)狀混合物可以進(jìn)行無催

2、化,快速的開環(huán)聚合反應(yīng),環(huán)狀物的熔點(diǎn)可以通過加入線性低聚物的方法來降低,含有80﹪線性低聚物的環(huán)狀物可以在390℃進(jìn)行反應(yīng),所得產(chǎn)物的熔點(diǎn)為316℃。 選取聚苯硫醚(PPS)聚合物樹脂為基體材料,以超聲處理的膨脹石墨S-EG和未經(jīng)處理的膨脹石墨EG為導(dǎo)電填料,采用熔融插層的方法,制備了低滲閾閥值分別為1﹪和2﹪的PPS/S-EG和PPS/EG聚合物石墨納米復(fù)合材料。并對(duì)復(fù)合材料的微觀形態(tài)、導(dǎo)電性能、力學(xué)性能和熱性能等進(jìn)行了分析與

3、測(cè)試。結(jié)果表明,復(fù)合材料中石墨片層達(dá)到了納米級(jí)分散S-EG和EG的加入,復(fù)合材料的電導(dǎo)率值提高了約10個(gè)數(shù)量級(jí),增強(qiáng)了復(fù)合物的耐熱性能,加速了聚合物PPS的成核過程,提高了其結(jié)晶度。PPS/S-EG納米復(fù)合材料的導(dǎo)電性能、力學(xué)性能及熱性能均優(yōu)于PPS/EG納米復(fù)合材料。 采用溶液插層的方法制備了聚醚砜(PES)/EG納米復(fù)合導(dǎo)電材料。對(duì)不同EG含量下的復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性能、力學(xué)性能、熱性能、密度等進(jìn)行了分析測(cè)試。研究結(jié)果

4、表明,所制備的PES/EG復(fù)合材料具有高電導(dǎo)率、低滲閾閥值(其值低于2wt﹪)。當(dāng)EG含量為30﹪時(shí),電導(dǎo)率值 151S/cm,EG的加入,使得PES/EG復(fù)合材料的密度增大,吸水率降低。并制備了具有不同流場(chǎng)形狀的PES/EG復(fù)合材料雙極板,該雙極板具有高的導(dǎo)電率、彎曲性能,較低的密度、吸水率,及接觸電阻和良好的耐腐蝕性能。通過熔鹽法制備了具有較強(qiáng)穩(wěn)定性的I階FeCl<,3>插層膨脹石墨復(fù)合物(FeCI<,3>-EGIC),進(jìn)行還原反應(yīng)

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