氧化石墨烯-聚碳酸亞丙酯復合材料的制備與性能研究.pdf

1、近年來，塑料制品的廣泛應用給人們帶來了諸多方便，但由于塑料制品的廢棄物很難降解導致出現(xiàn)了如白色污染、溫室效應等嚴重的環(huán)境問題。聚碳酸亞丙酯(PPC)是由CO2與環(huán)氧丙烷共聚而成的一種脂肪族聚碳酸酯，是可以完全生物降解的新型材料，因此，PPC材料受到了許多科研人員的關注，成為近些年來的研究熱點，這對于可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的實際意義。
　　 本課題首先采用Hummers法得到氧化石墨，再通過超聲剝離法得到氧化石墨烯(GO)，然后用

2、硅烷偶聯(lián)劑KH550對GO進行接枝改性，制備出改性氧化石墨烯(MGO)，最后通過溶液共混法分別獲得GO/PPC和MGO/PPC復合材料，研究了GO、MGO對復合材料力學性能、熱性能和水蒸氣阻隔性能的影響。主要結論如下:
　　 制得的GO表面含有大量含氧官能團，且超聲處理沒有破壞氧化石墨表面的官能團，制備的GO在厚度方向上達到了納米級，粒徑主要分布在60-100nm之間。經(jīng)過KH550接枝改性后，MGO的羰基吸收峰從原來的1718

3、cm-1處移動到了1678cm-1處，說明GO與KH550間形成了酰胺鍵，根據(jù)紅外和XRD的分析，表明KH550已成功接枝在了GO表面。
　　 當GO含量為0.5wt％時，GO/PPC復合材料的玻璃化轉變溫度為26.9℃，達到了最大值，與純PPC相比提高7.5℃；當GO含量為0.75wt％時，復合材料的T5％和T50％熱分解溫度分別提高了16℃和26℃，GO/PPC復合材料的拉伸強度達到最大值9.0MPa，水蒸氣透過量由69.0

4、76g/(m2·24h)降低為51.128g/(m2·24h)。
　　 由復合材料的SEM分析可知:與GO/PPC復合材料相比，MGO/PPC復合材料中的MGO在含量達到3.0Wt％時才發(fā)生團聚現(xiàn)象，說明改性后的MGO在PPC基體中的分散性明顯優(yōu)于改性后的GO。
　　 當MGO含量為1.0Wt％時，MGO/PPC復合材料的玻璃化轉變溫度與純PPC相比提高10.7℃；當MGO含量為2.0wt％時，MGO/PPC復合材料的T