石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜研究结论

作者: 东莞市美鑫绝缘材料有限公司 日期: 2019-11-04 人气: - 评论: 0

通过对功能化石墨烯/高分子复合材料的研究,了解了功能化石墨烯/高分子复合材料的制备方法、表征手段以及应用领域等。其中对于功能化石墨烯我们分别选择氨基化石墨烯、氟化石墨烯,高分子基体为PI,综合两相性能的优点,通过原位聚合的方法分别制备了氨基化石墨烯/聚酰亚胺复合材料薄膜、氟化石墨烯/聚酰亚胺复合材料薄膜。并对他们的微观结构和性能都进行了研究。其中本文主要可以得到以下结果:

(1) 分别使用对硝基苯胺和五氟化苯胺对氧化石墨烯进行修饰。通过对功能化石墨烯进行FTIRXPSXRDRamanTG SEM 表征,证明在第一个体系内石墨烯成功的接枝上了氨基,在第二个体系内石墨烯成功的接枝上了氟。

(2) 通过SEM 比较复合薄膜的微观形貌特征,可知NH2-rGO PI 基体中分散效果很好。低含量NH2-rGO添加有益于提升PI 复合薄膜的热稳定性、Tda 和力学性能。当NH2-rGO 添加量为2 wt%PI 复合薄膜来说,放热峰所对应的温度与纯PI 相比有提高了15℃。而Tda 增大了23.4℃。同时,复合薄膜的弹性模量为611.96 GPa,拉伸

强度为33.57 MPa 以及断裂伸长率为33.05 %。高含量的NH2-rGO 添加有助于提高PI 复合薄膜的介电常数和疏水性,在10 kHz~1000 kHz 范围内,纯的PI 介电常数为3.61~3.65,当NH2-rGO 含量为5 wt% 时,介电常数则增加为8.51~10.52。并且使得复合材料的接触角从71°增加到100.3°。

(3) 通过SEM 测试比较了复合薄膜的微观形貌特征,可知F-GO PI 基体中分散效果相对较好。低含量F-GO 添加有益于提升PI 复合薄膜的热稳定性、Tda 和力学性能。当F-GO 的添加量是2 wt%时得到的PI 复合薄膜,吸热峰所对应的温度与纯PI 相比分别提高了3℃,同时Tda 增大了24.63℃。复合薄膜的弹性模量为422.41GPa,拉伸强度为14.2 MPa,断裂伸长率为13.43 %。高含量的F-GO 添加有助于提高PI复合薄膜的介电常数和亲水性,在10 kHz~1000 kHz 范围内,当F-GO 含量为5 wt%时,介电常数为5.5~6.7。使得复合材料的接触角从70.9°减小到47.8°。


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