聚氨酯-石墨烯導電涂料的合成及性能研究.pdf

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

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

3、的改性石墨烯I-GN的含量對I-GN/WPU導電膜力學性能、耐水性、電學性能的影響。結果表明：IPDI成功的接枝到石墨烯上，以此為基礎合成的I-GN/WPU導電膜拉伸強度略有提高，添加量為0.5wt%的時候，力學性能從29.6 MPa提高到33.3 MPa，并且斷裂伸長率也增大。當I-GN含量為1wt%時I-GN/WPU體積電阻率達到1.65×108Ω·cm，與純水性聚氨酯膜相比提高了3個數(shù)量級，此后的I-GN/WPU導電膜的電阻率基本

4、不變。在I-GN的質(zhì)量分數(shù)在1.5 wt%時，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導電膜在力學性能上略降低，在耐水性和導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）對氧化石墨烯進行還原處理，得到還原效果比較好的石墨烯V-GN，借助FT-IR、XRD、UV-vis、Raman對樣品結構進行了表征。結果表明：制備的V-GN

5、僅含有少量的含氧官能團。通過溶液共混法制得了聚氨酯/石墨烯V-GN/WPU導電膜，并就石墨烯的加入對V-GN/WPU導電膜力學性能、耐水性、導電性的影響進行了研究。結果表明：溶液共混法合成 V-GN/WPU導電膜的拉伸強度略有提高，添加量為2wt%的時候，力學性能從29.6 MPa提高到38.2 MPa，但斷裂伸長率有所減少，而 V-GN/WPU導電膜體積電阻率達到1.88×107Ω·cm，比純水性聚氨酯膜增加了4個數(shù)量級，此后V-GN