石墨烯-聚酰亞胺納米復合材料的制備與性能研究.pdf

1、聚酰亞胺(PI)是指主鏈上含有酰亞胺環的一類聚合物，自上世紀60年代投入應用以來，以其優異的熱性能，介電性能和機械性能等使其成為電子，化工和航天等工業領域的首選高分子材料。隨著高新科技的發展，普通聚酰亞胺材料已經不能滿足高新科技產品的制造對材料性能的要求，因此聚酰亞胺改性就成為現在研究的熱點。石墨烯具有優良的物理和化學特性，作為復合材料的增強材料，已成為復合材料領域的一個研究重點。
　　 本課題首先采用改性Hummers法制備了

2、氧化石墨，并通過超聲剝離法得到了層狀分離的氧化石墨烯(GO)。通過多種表征手段，如FTIR、XRD、Raman、FAM、UV-vis等測試，對制備的氧化石墨烯進行了分析。
　　 采用對苯二胺(PDA)和聯苯四甲酸二酐(BPDA)作為單體，N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)為溶劑，合成聚酰亞胺的前驅體聚酰胺酸(PAA)溶液，采用原位聚合法和直接共混法制備了GO/PAA復合溶液。對原位聚合法制備的溶液進行了動態流變性能測試，結果表明，

3、隨著GO含量的增加，GO/PAA納米復合溶液的儲能模量和損耗模量增加，力學損耗減小，復數粘度增加;隨著頻率的增加，GO/PAA納米復合溶液儲能模量和損耗模量增加，復數粘度減小，出現明顯的切力變稀的現象;此外，隨著溫度的升高，儲能模量和損耗模量下降，力學損耗及復數粘度也下降。
　　 將GO/PAA采用流延成膜的方法，并進行熱酰亞胺化，得到石墨烯/聚酰亞胺(G/PI)復合薄膜。采用FTIR、SEM、TGA、DMA、拉伸強力儀對納米復

4、合材料進行了結構表征和性能分析。研究結果表明，氧化石墨烯的加入改善了聚酰亞胺的熱穩定性和熱分解特性，起始分解溫度由594℃上升到石墨烯含量為4％時的606℃，復合薄膜的熱分解活化能較之純聚酰亞胺薄膜有明顯提高，由211KJ/mol增至石墨烯含量為4％時的305KJ/mol，熱穩定得到明顯增強。DMA結果表明，石墨烯的加入使得PI薄膜的儲能模量和損耗模量均有所提高，玻璃化轉變溫度由350℃提高到石墨烯含量為2％時的370℃。SEM結果表明