氧化石墨及其聚合物納米復(fù)合材料的制備及表征.pdf

1、納米復(fù)合材料是當(dāng)前材料科學(xué)領(lǐng)域的一個研究熱點，涉及多種學(xué)科，具有極大的理論和應(yīng)用價值。氧化石墨原料易得，成本低廉，且具有良好的物理和化學(xué)性能，是一種優(yōu)良的復(fù)合材料填充劑，成為近年來納米復(fù)合材料的一個重要研究方向。 本文首先選用Hummers方法制備氧化石墨，使用元素分析測定其氧化程度，并使用SEM、XRD和傅里葉紅外分析對氧化石墨形成前后的結(jié)構(gòu)及形貌進(jìn)行了表征。紅外分析結(jié)果顯示氧化石墨片層上存在大量的含氧基團(tuán)如羰基、羥基、羧基、

2、環(huán)氧基等，這些極性基團(tuán)的存在使氧化石墨具有很好的親水性。通過對氧化過程的研究發(fā)現(xiàn)，石墨原料和高錳酸鉀的用量配比、低溫反應(yīng)時間對產(chǎn)物的氧化程度影響較大，高溫反應(yīng)時溫度過高則會使含氧基團(tuán)受熱分解從而影響產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。 其后，將制備的氧化石墨在超聲波作用下，在水和乙醇溶劑中制備氧化石墨懸浮液。通過SEM、TEM和AFM的結(jié)構(gòu)表征結(jié)果顯示，懸浮液中氧化石墨被剝離成納米薄片，具有良好的分散效果。 采用超聲分散法制備了聚乙烯醇/氧化石墨

3、納米復(fù)合材料，使用SEM對其表面形貌進(jìn)行表征，并使用紅外光譜和X-射線衍射分析對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。結(jié)果顯示超聲分散法使氧化石墨均勻的分散在聚合物基體中形成層離型復(fù)合材料。該方法可以被用于多種水溶性聚合物。 對于疏水性聚合物，通過溶液結(jié)晶的方法，使聚乙烯在制備好的氧化石墨納米薄片表面結(jié)晶，從而對其片層進(jìn)行物理改性。TEM表征結(jié)果直觀的顯示了改性后氧化石墨納米薄片的形貌，尺寸30~50nm左右的聚乙烯片晶分散在氧化石墨納米薄片表面。紅