石墨烯-全同聚丁烯-1復(fù)合材料及老化后聚碳酸酯的熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、第一部分石墨烯/全同聚丁烯-1復(fù)合材料的制備及結(jié)晶性能研究
　　本文采用快速熱膨脹氧化石墨的方法制備了石墨烯，并用coating法和溶解-絮凝法制備了石墨烯/全同聚丁烯-1(iPB-1)復(fù)合材料。偏光顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)溶解-絮凝法制備的復(fù)合材料中石墨烯具有良好的分散性，coating法制備的復(fù)合材料中石墨烯分散性很差并形成黑色帶狀物。
　　采用差示掃描量熱法(DSC)和偏光顯微鏡對(duì)溶解-絮凝法制備的石墨烯/全同聚丁烯-1復(fù)合材料

2、的結(jié)晶性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:隨著石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0％增加至1.07％，iPB-1的熔點(diǎn)降低，結(jié)晶峰溫度由66.7℃逐步向高溫方向移動(dòng)至77.4℃，結(jié)晶吸熱峰的半高寬由9℃減小至7.3℃;Ozawa方法可以有效的處理iPB-1和復(fù)合材料(w=1.07％)的非等溫結(jié)晶過程，在同一溫度下添加石墨烯的iPB-1的結(jié)晶速率大于純iPB-1的結(jié)晶速率;由Jeziorny方程計(jì)算得到Avrami指數(shù)n和非等溫結(jié)晶速率常數(shù)都隨石墨烯的加入而增大且

3、復(fù)合材料的Avrami指數(shù)n均大于3，這說明石墨烯在iPB-1結(jié)晶過程中起到了異相成核的作用并加快了iPB-1的結(jié)晶速率;用莫志深提出方法計(jì)算得到的F(T)隨石墨烯的加入而減小，復(fù)合材料在單位時(shí)間內(nèi)達(dá)到某一結(jié)晶度所需的降溫速率小于純iPB-1所需的降溫速率，這說明石墨烯加快了iPB-1的結(jié)晶速率，與Jeziorny法得到結(jié)論一致;加入1.07％的石墨烯使iPB-1的非等溫結(jié)晶過程的活化能由原來-95.7kJ/mol減小至-128.5 k

4、J/mol，iPB-1分子鏈由熔體遷移到晶體表面的阻力減小，結(jié)晶速率加快。
　　偏光顯微鏡觀察表明，隨復(fù)合材料中石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0％增加至1.07％，iPB-1的晶核數(shù)目逐漸增多，晶粒尺寸逐漸變小;等速降溫結(jié)晶過程中，復(fù)合材料(w=0.56％)中出現(xiàn)晶體的溫度為94℃比iPB-1高4℃，晶體長滿視野的溫度為83℃比iPB-1高9℃。石墨烯作為成核劑，提高了iPB-1的結(jié)晶溫度并加快了iPB-1的結(jié)晶速度。
　　第二部分熱氧及

5、光氧老化后聚碳酸酯的熱穩(wěn)定性研究
　　本文分別采用熱空氣和氙氣光加速老化的方式對(duì)聚碳酸酯(PC)進(jìn)行不同時(shí)長的老化實(shí)驗(yàn)，然后分別在氮?dú)鈿夥蘸涂諝鈿夥障聦?duì)老化試樣進(jìn)行了熱失重分析(TG，DTG)，并通過Coats-Redfern法和Freeman-Carroll法進(jìn)行熱分解動(dòng)力學(xué)分析，研究了老化時(shí)間與PC熱穩(wěn)定性之間的關(guān)系。
　　熱氧老化PC在氮?dú)鈿夥障伦畲笫е販囟?，半失重溫度等隨老化時(shí)間延長先下降。老化120h后，起始失重溫

6、度，最大失重溫度，半失重溫度開始升高，在老化168h時(shí)達(dá)到最大。老化前后的PC在空氣氣氛的熱失重分為三個(gè)階段，其起始失重溫度表現(xiàn)出隨老化時(shí)間延長先下降后升高的規(guī)律。熱降解動(dòng)力學(xué)研究表明，老化初期，其熱降解活化能呈下降趨勢，PC熱穩(wěn)定性下降，主要發(fā)生斷鏈和端基脫落;老化后期，其熱降解活化能又增大，產(chǎn)生了交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使其熱穩(wěn)定性有所提高;光氧老化PC在空氣和氮?dú)鈿夥障碌腡G測試的各溫度參數(shù)不具有明顯的規(guī)律，對(duì)其進(jìn)行熱降解動(dòng)力學(xué)分析發(fā)現(xiàn):隨老化