聚氨酯-石墨烯導(dǎo)電涂料的合成及性能研究.pdf

1、本論文采用化學(xué)還原法，利用硼氫化鈉對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行還原處理，得到還原程度較低的石墨烯 P-GN，借助 FT-IR、XRD、UV-vis、Raman、元素分析對(duì)樣品結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：制備了含有部分含氧官能團(tuán)（-OH、-COOH等）的分散性比較好的石墨烯。通過(guò)溶液共混法制得了聚氨酯/石墨烯P-GN/WPU導(dǎo)電膜，并就P-GN的加入對(duì) P-GN/WPU導(dǎo)電膜力學(xué)性能、耐水性、導(dǎo)電性的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：與純的水性聚氨酯膜相比，P

2、-GN添加量為0.8wt％的時(shí)候，力學(xué)性能從29.6 MPa提高到37.4 MPa，提高了近30%，但P-GN的增加使P-GN/WPU導(dǎo)電膜的斷裂伸長(zhǎng)率有所降低。導(dǎo)電閾值石墨烯含量為1.2wt%，此后導(dǎo)電性能趨于穩(wěn)定。在石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.6 wt%時(shí)，吸水率達(dá)到60.07%，涂膜溶脹程度最低。
　　利用IPDI改性了上述石墨烯，并通過(guò)原位聚合法制備了復(fù)合水性聚氨酯導(dǎo)電膜I-GN/WPU，借助拉伸測(cè)試、高阻測(cè)試等手段，探討了加入

3、的改性石墨烯I-GN的含量對(duì)I-GN/WPU導(dǎo)電膜力學(xué)性能、耐水性、電學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：IPDI成功的接枝到石墨烯上，以此為基礎(chǔ)合成的I-GN/WPU導(dǎo)電膜拉伸強(qiáng)度略有提高，添加量為0.5wt%的時(shí)候，力學(xué)性能從29.6 MPa提高到33.3 MPa，并且斷裂伸長(zhǎng)率也增大。當(dāng)I-GN含量為1wt%時(shí)I-GN/WPU體積電阻率達(dá)到1.65×108Ω·cm，與純水性聚氨酯膜相比提高了3個(gè)數(shù)量級(jí)，此后的I-GN/WPU導(dǎo)電膜的電阻率基本

4、不變。在I-GN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.5 wt%時(shí)，耐水性能最好，為44.02%，耐水性增大一倍以上，涂膜溶脹程度最低。與共混法制備的涂膜相比，原位聚合法方法制備的I-GN/WPU導(dǎo)電膜在力學(xué)性能上略降低，在耐水性和導(dǎo)電性方面有較大的改善。
　　利用另一種綠色還原劑抗壞血酸（即Vc）對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行還原處理，得到還原效果比較好的石墨烯V-GN，借助FT-IR、XRD、UV-vis、Raman對(duì)樣品結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：制備的V-GN

5、僅含有少量的含氧官能團(tuán)。通過(guò)溶液共混法制得了聚氨酯/石墨烯V-GN/WPU導(dǎo)電膜，并就石墨烯的加入對(duì)V-GN/WPU導(dǎo)電膜力學(xué)性能、耐水性、導(dǎo)電性的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：溶液共混法合成 V-GN/WPU導(dǎo)電膜的拉伸強(qiáng)度略有提高，添加量為2wt%的時(shí)候，力學(xué)性能從29.6 MPa提高到38.2 MPa，但斷裂伸長(zhǎng)率有所減少，而 V-GN/WPU導(dǎo)電膜體積電阻率達(dá)到1.88×107Ω·cm，比純水性聚氨酯膜增加了4個(gè)數(shù)量級(jí)，此后V-GN