石墨烯/聚苯硫醚复合材料制备及热电性能研究

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:yaer7201982
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聚苯硫醚(PPS)具有优异的耐高温、耐腐蚀等性能,在航空航天、电子电器等领域已有广泛的应用。然而PPS仍存在导热系数低、抗静电作用差等缺点,限制了其应用范围。本论文以功能化石墨烯作为纳米填料制备PPS基复合材料,研究其对PPS结晶、导电以及导热等性能的影响。主要内容包括以下几部分:首先,采用Na2S作为还原剂制备出还原石墨烯(RGO-Na2S),通过FT-IR、 XRD、XPS、Raman、SEM以及HRTEM等测试手段对结构进行表征,发现与传统水合肼还原的石墨烯(RGO-N2H4)相比,Na2S法还原的石墨烯其片层内结构缺陷少,片层间通过硫原子连接形成较大片层的石墨烯。结合TG-MS分析方法探索了Na2S还原GO的机理。其次,通过化学接枝和物理改性方法,成功制备了Py-C16-GO(?)TiO2-CNTs-GO,即接枝CPB和碳纳米管(CNTs)修饰的二氧化钛(TiO2)的功能化石墨烯,并对功能化石墨烯的化学结构进行了系统表征。然后,以RGO-Na2S为改性剂,通过熔融共混的方法制备PPS基纳米复合材料,结合HRTEM等测试手段研究RGO-Na2S在PPS基体中的分散效果,在此基础上,探索了RGO-Na2S 与PPS基体之间的相容性对PPS导电、导热性能的影响。结果表明,掺杂量为0.5%时分散效果最佳,能够显著增强复合材料的热稳定性、结晶性以及导电、导热等性能,过量添加会破坏改性剂在基体中的分散效果,引起材料性能下降。最后,以Py-C16-GO和TiO2-CNTs-GO为改性剂,通过溶液共混法成功制备了掺杂量为5%的分散性良好的PPS基纳米复合材料。性能测试表明,均匀分散在PPS基体中的Py-C16-GO 和 TiO2-CNTs-GO改性剂均能够显著增强复合材料的热稳定性、结晶性、导电性能和导热性能,电导率分别增加到4.32×10-5S/m和6.53×10-5S/m,导热系数分别增加到01793 W/m-K 和 0.1393 W/m·K。
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