聚氨酯/纳米石墨微片复合泡沫塑料的制备及导电性能研究

以聚酯多元醇及二苯甲烷二异氰酸酯为基体,以二月桂酸二丁基锡为催化剂,以纳米石墨微片为导电填料,经过灌模固化反应合成了聚氨酯/纳米石墨微片复合泡沫塑料.并观察了其微观结构,分析了其导电性能,在纳米石墨微片的质量分数为14%时出现了渗滤效应.     

镀镍纳米石墨微片的制备及其表征

采用化学镀制备镀镍纳米石墨微片(Ni-nanoG), 对其进行制备工艺研究及结构表征, 旨在得到一种新型导电导磁填料。讨论了硫酸镍浓度、 次亚磷酸钠浓度、 温度、 pH值对石墨微片镀层的影响, 得出镀镍的最佳工艺。采用SEM、 XRD、 EDS对其结构进行了表征, 并用振动样品磁强计(VSM)测试了其磁性能。结果表明: 纳米石墨微片(nanoG)表面镀上了一层紧凑的金属镍。镍均匀分布在nanoG的表面和边界面上, 将nanoG包覆得较严实。 Ni-nanoG厚度约为150 nm。nanoG上镍的含量较高, 其质量分数大约为34.08%。Ni-nanoG的饱和磁化强度为71.2 A·m2·kg-1, 可以作为吸波隐身材料的新型功能型填料。      

纳米石墨微片/聚氯乙烯复合材料的制备与性能

利用超声作用制备纳米石墨微片(nano-Gs), 并采用混酸对其进行表面活化, 最后通过熔融共混法制备nano-Gs/聚氯乙烯(PVC)复合材料。通过FTIR、 SEM对nano-Gs的结构进行表征, 并研究了nano-Gs对nano-Gs/PVC复合材料导电性能和力学性能的影响。FTIR分析表明: nano-Gs经混酸处理后表面活性官能团含量明显升高, 并与PVC 分子链发生一定程度的氢键作用; SEM图片显示: nano-Gs 厚度为30～80 nm, 其微片宽度为4～20 μm, 在PVC 树脂基体中呈无规状均匀分布; 导电性能测试表明: 随着nano-Gs 含量升高, nano-Gs/PVC复合材料的体积电阻率呈非线性降低趋势, 最低为103 Ω·cm, nano-Gs 的逾渗阈值为10%(质量分数); 力学性能测试表明, 随着nano-Gs含量升高, nano-Gs/PVC复合材料的拉伸强度及缺口冲击强度均先升高后降低, nano-Gs质量分数为1%时, 复合材料的拉伸强度及缺口冲击强度均达到最大值, 相比纯PVC分别升高约14%和38%。      

不同石墨烯纳米片添加量对石墨烯纳米片-40% Zn/环氧涂层防腐性能的影响

将不同质量比的石墨烯纳米片（G_nps）添加到40% Zn粉含量的Zn/环氧（EP）涂层中,制备出G_nps-40% Zn/EP复合涂层,并制备Zn粉含量为70%的Zn/EP涂层作为对比涂层。采用拉曼光谱、SEM、盐雾试验、电化学测试等技术,研究不同G_nps添加量对G_nps-40% Zn/EP涂层屏蔽性能和阴极保护效果的影响。对比G_nps-40% Zn/EP复合涂层与70% Zn/EP涂层的防腐性能,探究了添加G_nps来降低涂层Zn粉含量的可能性。构建不同G_nps添加量的Zn/EP复合涂层的防腐模型,进一步阐明不同涂层防腐机制的差异。结果表明:G_nps在涂层中的分散性良好,其无序度随着G_nps添加量的增加呈线性增大;当G_nps添加量为0.3%、0.5%和1.0%时,可以明显提高Zn/EP涂层的物理屏蔽性能;当G_nps添加量为0.5%和1.0%时,可以显著改善Zn/EP涂层牺牲阳极的阴极保护效果;当G_nps添加量为1.5%时,对涂层屏蔽性能和阴极保护效果的改善均不明显。对于G_nps-40% Zn/EP复合涂层,G_nps最佳添加量为0.5%~1.0%。通过添加适量G_nps,可以降低Zn/EP涂层中的Zn粉含量,从而降低生产成本。      

石墨微球的制备及化学修饰

采用化学气相沉积（CVD）法以脱油沥青（deoiled asphalt，DOA）为碳源制备出碳微球，对碳微球进行了真空热处理，运用硬脂酸对石墨微球进行表面修饰，并研究了硬脂酸修饰后石墨微球作为润滑油添加剂的分散性和稳定性。采用X射线衍射（XRD），场发射扫描电镜（SEM），高分辨透射电镜（HRTEM）分析了石墨微球的晶体结构和形貌，结果表明所制备的碳微球纯度很高，粒径均匀（500nm），真空热处理后显著提高了碳微球的石墨化程度，使碳微球转变为石墨微球。傅立叶红外（FT—IR）实验证明，通过酯化反应石墨微球能够被硬脂酸包覆；显著提高了石墨微球在润滑油中的分散性和稳定性。     

高导电聚苯胺/纳米石墨微片复合材料的结构与性能

以天然可膨胀石墨(GN)为原材料,采用酸及快速热处理制备了膨胀石墨(EG),再将膨胀石墨置于超声波中制得了纳米石墨微片(NanoG),最后采用原位聚合法制备了聚苯胺/纳米石墨微片(PANI/NanoG)导电复合物。扫描电镜(SEM)显示纳米石墨微片长径为0.8μm～20μm,厚度为30nm～90nm。聚苯胺均匀覆盖在纳米石墨微片表面;透射电镜(TEM)揭示了纳米石墨微片的片层分散在复合物中并形成了导电网络;电性能测试表明,当纳米石墨微片含量为0.5%(质量分数,下同)时,复合物电导率达到107.3S/cm,其渗滤阈值达到0.1%,纳米石墨微片独特的结构(宽度/厚度的高比值)及在聚苯胺中的分散造就了复合物良好的导电性能。     

水性氟化丙烯酸酯-环氧酯复合涂层的制备及性能

以亚麻油酸和环氧树脂为原料、丙二醇甲醚醋酸酯为溶剂制备环氧酯;以过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯为引发剂,引发丙烯酸类单体与含氟丙烯酸类单体发生自由基聚合制备氟化丙烯酸酯;将环氧酯和氟化丙烯酸酯进行复合,得到具有极高疏水性能的水性涂层.通过红外光谱、热重分析、乳液粒径和稳定性测试等方法对乳液结构和性能进行分析,通过原子...     

碳纳米管/微膨石墨复合负极材料的制备及电化学性能研究

通过对两种天然鳞片石墨进行微膨胀处理得到微膨石墨,然后以微膨石墨为基体采用化学气相沉积(CVD)法于微膨石墨的孔洞结构中原位生长碳纳米管,制备了碳纳米管/微膨石墨复合负极材料.电化学测试结果表明两种复合材料分别具有443和477 mAh/g的首次可逆容量.两种复合材料在0.2C倍率下循环充放电30次后容量均能保持95%以上;在1C下循环充放电50次后,可逆容量分别稳定在259和195 mAh/g.微膨胀处理形成的微纳米级孔洞以及原位碳纳米管的网络结构,提供了更多的储锂空间,并能够有效地缓冲电极材料在充放电时的体积变化;电解质溶液浸润在纳米孔洞中,有利于缩短锂离子的扩散路径,提高倍率循环性能;同时原位生长的类似常春藤形的碳纳米管可以起到桥梁的作用,避免"孤岛"的形成,增强了复合材料的导电性能.     

水性环氧涂料的制备及性能研究

通过自制乳化剂利用相反转技术制备出了水性环氧树脂乳液,在水性环氧固化剂中添加TiO2、滑石粉及助剂,然后与环氧树脂乳液混合形成水性环氧涂料。运用激光粒径分布仪、IR光谱仪、DSC和TG热分析法及SEM扫谱仪考察了环氧树脂乳液的粒径、水性环氧涂料固化过程中的结构变化特征、涂层的耐温特性和填料对环氧涂层微观结构及性能的影响。结果表明:自制环氧乳液粒径较小,分布较窄;红外光谱显示乳液中的环氧基和固化剂中的活泼氢发生了完全反应;所得水性环氧涂层耐热性能较好,填料粒子的加入能增韧环氧涂层,使涂层有良好的硬度、附着力、耐冲击力特性。     

乳液聚合法制备聚苯胺/纳米石墨薄片/Eu3+纳米复合材料及其导电性能

与传统乳液聚合法不同,采用现场乳液聚合法,直接将纳米石墨薄片在超声条件下有机改性.将无机物的有机改性、对甲苯磺酸的掺杂及苯胺单体的聚合同步进行,即制得目标产物.通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和热重(TG)对该复合材料进行了表征和分析.结果表明,聚苯胺成功插层到纳米石墨薄片中,并形成了纳米薄膜,Eu3 分散在纳米膜中.热重(TG)分析和电导率测试结果表明,复合材料的热稳定性和导电性均较纯聚苯胺高.     

石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料的制备与介电性能研究

以天然鳞片石墨为原料,通过Hummers法制备氧化石墨,微波热解剥离制备出少层数的石墨烯纳米片。以硅烷偶联剂KH-560为改性剂,超声共混制备石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料。采用FT-IR和SEM分析样品的微观结构和形貌,测试其介电性能。结果表明,随着石墨烯纳米片添加量的增加,复合材料介电常数呈现先增大后减小的趋势,当石墨烯纳米片含量为0.3%(质量分数)时,介电常数达到最大;石墨烯纳米片对复合材料介电损耗的影响与之相反;偶联改性使复合材料的介电常数增大,介电损耗减小。     

原位聚合法制备聚苯胺改性MoS2及其环氧复合涂层的防腐性能

为提高环氧涂料的防腐性能,本文引入MoS₂纳米片作为阻隔剂,并在MoS₂纳米片表面原位聚合聚苯胺(PANI),制备了夹层结构i-PANI@MoS₂纳米片,利用PANI提高涂层的导电性,达到阳极钝化的效果。研究发现,当PANI与MoS₂的摩尔配比增大到7∶1时,MoS₂片层表面被PANI均匀覆盖,改性效果最好。与环氧树脂复合后,i-PANI@MoS₂-7纳米片在环氧树脂中均匀分散,复合涂层导电率提高,PANI与MoS₂起到了协同防腐作用,此时i-PANI@MoS₂纳米片既作为涂层中的阻隔剂,又作为电化学腐蚀保护剂,因此复合涂层具有最大的阻抗值、最大腐蚀电压以及最小的腐蚀电流密度,防腐性能优异。但PANI与MoS₂配比进一步增大,MoS₂纳米片表面的聚苯胺会发生团聚,导致复合涂层的防腐性能下降。     

水泥基纳米石墨复合材料的电磁屏蔽性能

以纳米石墨微片作为导电填料,水泥作为基体,制备高导电性复合材料,研究其电磁屏蔽等性能.探讨纳米石墨微片、含水量、龄期对复合材料的导电性及电磁屏蔽效能的影响.结果表明,质量分数为15%的纳米石墨微片制得的复合材料的性能为最佳,其体积电阻率为22.3Ω·cm,电磁屏蔽效能达到22.60dB(1.5GHz).     

片状纳米Al2O3/环氧树脂复合材料的制备及性能

采用水热法制备片状纳米Al₂O₃,经过偶联剂改性后与环氧树脂复合,通过溶液混合法制备了不同填充量的片状纳米Al₂O₃/环氧树脂复合材料,研究了片状纳米Al₂O₃用量对片状纳米Al₂O₃/环氧树脂复合材料介电性能和热性能的影响,利用SEM对复合材料的断口形貌进行了表征。结果表明: 片状纳米Al₂O₃在环氧树脂基体中分散良好;随着片状纳米Al₂O₃填充量的增加,复合材料的起始热分解温度升高、介电强度增大,当片状纳米Al₂O₃的填充量为7wt%时,复合材料的介电强度为 29.58 kV/mm,比纯环氧树脂的介电强度提高了30%;复合材料的介电常数(3.8~4.5)和介电损耗(0.015)比纯环氧树脂稍有增大,但仍维持在较好的介电性能范围内。     

纳米SiO2-氧化石墨烯/环氧涂层的制备及其防腐蚀性能

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯（GO）,并将GO与经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性的纳米SiO₂进行复合,制备出纳米SiO₂-GO。通过FTIR、XRD、SEM、TEM等分析手段对SiO₂-GO进行表征。采用机械搅拌与超声分散的方法将SiO₂-GO添加到环氧树脂（EP）中。对添加不同质量分数纳米SiO₂、GO和纳米SiO₂-GO的EP基复合材料涂层的物理性能和电化学性能进行测试。结果表明,与纯EP涂层相比,SiO₂/EP、GO/EP和纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层的硬度、附着力和耐腐蚀性能得到显著增强,其中加入2wt%纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层硬度达到5 H,附着力等级达到1级,浸泡24 h后涂层保护效率为99.33%。15天浸泡试验结果表明,添加1.5wt%纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层的硬度达到5 H,附着力达到1级,涂层保护效率仍能达到97.12%。     

TiO_2-GO的制备及TiO_2-GO/环氧树脂涂层的抗腐蚀性能

为了提高环氧树脂涂层的抗腐蚀性能,首先,利用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO)。然后,将3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性纳米TiO2负载在GO表面,制备了改性纳米TiO2与GO的复合颗粒(TiO2-GO),通过FTIR、XRD和SEM对TiO2-GO进行了表征。最后,将TiO2-GO分散于环氧树脂中,分别制备出TiO2-GO含量为1wt%、2wt%和3wt%的TiO2-GO/环氧树脂涂层及纯环氧树脂涂层,通过SEM观察了涂层断面形貌,利用电化学工作站和高温高压抗腐蚀测试表征了涂层的防腐蚀性能。结果表明:纳米TiO2通过化学键与GO结合在一起,将TiO2-GO分散于环氧树脂涂层中可以显著提高环氧树脂涂层的抗腐蚀性能。研究为通过添加GO的方法改善环氧树脂涂层的防腐性能提供了参考。     

氧化石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料的制备与性能

氧化石墨烯(GO)是石墨烯重要的衍生物之一,通过氧化和超声波分散制备了GO纳米片/环氧树脂复合材料。采用XRD、拉曼光谱、FTIR和TEM表征了GO纳米片的结构与形貌,研究了GO纳米片用量对GO纳米片/环氧树脂复合材料热稳定性、力学性能及介电性能的影响。结果表明:GO纳米片的加入提高了GO纳米片/环氧树脂复合材料失热稳定性;随着GO纳米片填充量的增加,GO纳米片/环氧树脂复合材料的冲击强度和抗弯性能先提高后降低,其介电常数和介电损耗则先减小后增加。GO纳米片填充量为0.3wt%的GO纳米片/环氧树脂复合材料的失重5%时的热分解温度由纯环氧树脂的400.2℃提高到424.5℃,而冲击强度和弯曲强度分别在GO纳米片填充量为0.2wt%和0.3wt%时达到最大,冲击强度由纯环氧树脂的10.5kJ/m2提高到19.7kJ/m2,弯曲强度由80.5 MPa提高到104.0 MPa。