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PMMA/GO纳米复合材料的制备与表征

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第一章 综述

1.1聚甲基丙烯酸甲酯概述

1.1.1聚甲基丙烯酸甲酯的性能

1.1.2聚甲基丙烯酸甲酯的改性

1.1.3聚甲基丙烯酸甲酯的应用

1.2氧化石墨概述

1.2.1氧化石墨的发展历史

1.2.2氧化石墨的结构和分子组成

1.2.3氧化石墨的性能

1.2.4氧化石墨的合成方法

1.2.5氧化石墨的有机化处理

1.3聚甲基丙烯酸甲酯/层状无机物纳米复合材料的研究进展

1.3.1 聚甲基丙烯酸甲酯/石墨纳米复合材料研究进展

1.3.2 聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土纳米复合材料研究进展

1.3.3 聚甲基丙烯酸甲酯/膨润土纳米复合材料研究进展

1.3.4 聚甲基丙烯酸甲酯/黑云母纳米复合材料研究进展

1.3.5 聚甲基丙烯酸甲酯/水滑石纳米复合材料研究进展

1.4聚合物/氧化石墨纳米复合材料

1.4.1聚合物/氧化石墨纳米复合材料的制备方法

1.4.2聚合物/氧化石墨纳米复合材料的性能

1.4.3聚合物/氧化石墨纳米复合材料的表征

1.4.4聚合物/氧化石墨纳米复合材料的应用前景

1.5本论文研究的主要目的、内容、方法及创新之处

1.5.1论文的主要目的

1.5.2论文的内容

1.5.3论文的方法

1.5.4论文的特色和创新之处

第二章 实验部分

2.1主要试剂及原料

2.2主要仪器及设备

2.3实验方法

2.3.1膨胀石墨的制备

2.3.2氧化石墨的制备

2.3.3氧化石墨的有机化处理

2.3.4 PMMA/GO纳米复合材料的制备

2.3.5 P(MMA-BA)GO纳米复合材料的制备

2.4性能测试及表征

2.4.1红外光谱分析(FT-IR)

2.4.2 X射线衍射分析(XRD)

2.4.3差热分析(DSC)

2.4.4热失重分析(TGA)

2.4.5吸水率的测试

2.4.6力学性能测试

2.4.7 PMMA分子量及分子量分布的测定

第三章 结果与讨论

3.1 PMMA/GO纳米复合材料的研究

3.1.1 PMMA/GO纳米复合材料的红外光谱分析(FT-IR)

3.1.2 PMMA/GO纳米复合材料的X射线衍射分析(XRD)

3.1.3 PMMA/GO纳米复合材料的差热分析(DSC)

3.1.4 PMMA/GO纳米复合材料的热失重分析(TGA)

3.1.5 PMMA/GO纳米复合材料的吸水率的测试

3.1.6 PMMA/GO纳米复合材料的力学性能

3.1.7 PMMA分子量及分子量分布的测定

3.2 P(MMA-BA)/GO纳米复合材料的研究

3.2.1 P(MMA-BA)/GO纳米复合材料的红外光谱分析(FT-IR)

3.2.2 P(MMA-BA)/GO纳米复合材料的X射线衍射分析(XRD)

3.2.3 P(MMA-BA)/GO纳米复合材料的差热分析(DSC)

3.2.4 P(MMA-BA)/GO纳米复合材料的热失重分析(TGA)

3.2.5 P(MMA-BA)/GO纳米复合材料的吸水率的测试

3.2.6 P(MMA-BA)/GO纳米复合材料的力学性能

第四章 结论

展 望

参考文献

致谢

附录

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摘要

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具有优良的物理及化学性能,因而在国民经济各部门中得到了广泛应用。与此同时,PMMA使用温度低,吸湿性大,这些缺陷限制了它的应用范围。因此,本文采用Brodie法和Hummer法两种方法合成氧化石墨(GO),利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)有机化处理,并利用原位插层聚合反应,制备了PMMA/GO纳米复合材料和P(MMA-BA)丙烯酸丁酯/GO纳米复合材料,研究了PMMA的热性能、抗吸湿性能以及力学性能,并作了初步探讨,取得了以下研究成果: 研究了膨胀石墨(EG)、GO、GO(CTAB)、PMMA/GO和P(MMA-BA)/GO纳米复合材料的结构,以XRD、FT-IR为分析手段进行分析。证明了CTAB插层进入GO层间,在层间形成了亲有机的铵阳离子,使GO有更大的层间距离。PMMA与GO成功地发生了插层聚合反应。 利用DSC和TGA研究了不同合成方法、不同百分含量的GO和不同配比的PBA对复合材料热性能的影响。表明:不同合成方法、不同百分含量的GO、不同百分含量的PBA对复合材料的热稳定性都有不同程度的提高,但随着PBA份数的增加,热性能逐渐下降。 考察了PMMA/GO和P(MMA-BA)/GO纳米复合材料在蒸馏水、H2SO4溶液、NaOH溶液、NaCI溶液中的抗吸水能力,结果表明PMMA/GO和P(MMA-BA)/GO纳米复合材料与纯PMMA相比,吸水率有了相当程度的降低。同时达到最大吸水率的时间延长。P(MMA-BA)GO随着PBA份数的增加,吸水率逐渐降低。 研究了PMMA/GO和P(MMA-BA)/GO纳米复合材料的抗拉强度和弯曲强度,PMMA/GO纳米复合体系中抗拉强度和弯曲强度随着GO含量的增加先增加而后递减。P(MMA-BA)/GO纳米复合体系中抗拉强度随着PBA含量的增加而递减。弯曲强度随着GO含量的增加而增加。 考察了PMMA在纳米复合材料中的分子量及分布,研究表明:在PMMA/GO纳米复合材料中PMMA的各种分子量高于纯PMMA的分子量,同时分布变窄。

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