郑玉婴
高分子材料科学与工程
利用纵向裂解多壁碳纳米管制备了氧化石墨烯纳米带,并采用溶液成型的方法制得氧化石墨烯纳米带-氧化石墨烯(GONRs-GO)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料薄膜.场发射扫描电镜和X射线衍射分析结果显示,GONRs与GO间相互剥离并均匀地分散在TPU基体中;氧气透过率(OTR)和力学性能测试表明,GONRs和GO具有协同增强TPU复合材料薄膜的阻隔和力学性能的作用.当GONRs和GO在TPU中添加量均为1.5％(质量分数)时,GONRs-GO/TPU复合材料薄膜的阻隔和力学性能达到最佳.相比于纯TPU薄膜,该GONRs-GO/TPU复合材料薄膜的OTR降低了83.94％,拉伸断裂强度、屈服强度、扯断伸长率则分别提高了59.28％,59.54％和15.0％.
关键词:
氧化石墨烯纳米带
,
氧化石墨烯
,
热塑性聚氨酯
,
复合材料
,
氧气透过率
,
阻隔性
,
力学性能
郑玉婴
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.02.016
采用纵向氧化切割多壁碳纳米管法制得氧化石墨烯纳米带(GONRs),通过硅烷偶联剂KH-570与GONRs反应得到功能化氧化石墨烯纳米带,随后利用溶液成型的方法在涂膜机上制得功能化氧化石墨烯纳米带(K-GONRs)/乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)复合材料薄膜.用FTIR,XRD,XPS,TEM,FE-SEM,氧气透过仪和电子万能试验机研究了复合材料的结构与性能.研究表明,本实验成功制得薄条状K-GONRs,其层间距约为0.970nm,相比GONRs增加了0.095nm; K-GONRs形状均一、规整并均匀分散于EVA基体中;当K-GONRs质量分数为1％时,K-GONRs/EVA复合材料薄膜的氧气透过率和拉伸强度相比纯EVA薄膜分别降低了54.5％和提高了89.3％,阻隔性能和力学性能得到明显改善.
关键词:
功能化氧化石墨烯纳米带
,
乙烯-乙酸乙烯共聚物复合材料薄膜
,
阻隔性能
,
氧气透过率
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.06.001
利用溶液成型法制得3D功能化氧化石墨烯纳米带-碳纳米管(pGONRs-CNTs)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料薄膜。采用FTIR,XRD,XPS和TEM对所得pGONRs-CNTs的结构及性能进行表征,并结合所得TPU复合材料薄膜的氧气透过率和拉伸性能测试以及表面形貌观察,研究GONRs与CNTs的协同作用以及不同含量pGONRs-CNTs对TPU复合材料薄膜阻隔和力学性能的影响。结果表明:pGONRs-CNTs复合体具有独特的3D交织状结构,其中GONRs间通过CNTs链接,二者间较强的π-π键使得这种结合形态牢固紧密,同时CNTs的存在也起到支撑骨架的作用,防止GONRs的滑移与团聚;通过异氰酸苯酯的改性处理,pGONRs-CNTs复合体的亲油性得到明显提高,同时较为庞大的异氰酸根的引入,使得GONR-GONR间的层间距得到了进一步的提高,更有利于其在聚合物基体中实现均匀分散。当pGONRs-CNTs质量分数为0.5%时,pGONRs-CNTs/TPU复合材料薄膜的氧气透过率和拉伸强度相比纯TPU薄膜分别降低了63.08%和提高了46.55%,阻隔性能和力学性能均得到显著改善。
关键词:
3D氧化石墨烯纳米带-碳纳米管
,
TPU复合材料薄膜
,
氧气透过率
,
阻隔性能
樊志敏
,
郑玉婴
,
刘先斌
,
尚鹏博
,
汪晓莉
,
陈志杰
,
周珺
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140725.003
为了提高热塑性聚氨酯(TPU)的阻隔性能,首先,采用溶液成型的方法在涂膜机上制备了功能氧化石墨烯(IP-GO)/TPU复合材料薄膜.然后,利用FTIR、XPS、XRD、FE-SEM、原子力显微镜和氧气透过仪对IP-GO/TPU复合材料的形貌和性能进行了表征.结果表明:IP-GO层间距相对原始鳞片石墨的增加了0.696 nm,片层的厚度为1.2 nm左右.IP-GO以褶皱层状的形式均匀分散在TPU基体中,并且包覆在复合材料薄膜断口表面.当IP-GO含量为3wt％时,IP-GO/TPU复合材料薄膜的氧气透过率为84.325 cm3/(m2·d·Pa),相比纯TPU薄膜的280.973 cm3/(m2·d·Pa)下降了70％,阻隔性能明显提高.研究解决了TPU薄膜阻隔性能不佳的问题,为高阻隔聚合物的制备提供了一种思路和方法.
关键词:
热塑性聚氨酯
,
功能氧化石墨烯
,
氧气透过率
,
阻隔性
,
薄膜
曹宁宁
,
郑玉婴
,
刘阳龙
,
欧忠星
,
陈宇
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150921.004
利用溶液涂覆成膜工艺在涂膜机上制得层叠状功能化石墨烯纳米带(SF-GNRs)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料薄膜。采用FTIR、XRD、XPS、TEM和FE-SEM对SF-GNRs的结构进行表征,并结合复合材料薄膜的氧气透过率、体积电阻率测试及表面形貌观察,研究了不同质量分数的 SF-GNRs 对 TPU 复合材料薄膜阻隔和抗静电性能的影响。结果表明：所得高比表面积 SF-GNRs 在 TPU基体中分散良好；当 SF-GNRs 质量分数为1.0%时, SF-GNRs/TPU复合材料薄膜的氧气透过率相比纯TPU薄膜降低了67.76%,阻隔性能得到明显改善；当 SF-GNRs质量分数达到1.0%~1.5%时,SF-GNRs/TPU复合材料薄膜出现了电渗流行为,表现出优良的室温导电性能。
关键词:
层叠状功能化石墨烯纳米带
,
TPU复合材料薄膜
,
氧气透过率
,
阻隔性能
,
抗静电性能
郑辉东
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.06.001
利用溶液成型法制得3D功能化氧化石墨烯纳米带-碳纳米管(pGONRs CNTs)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料薄膜.采用FTIR,XRD,XPS和TEM对所得pGONRs-CNTs的结构及性能进行表征,并结合所得TPU复合材料薄膜的氧气透过率和拉伸性能测试以及表面形貌观察,研究GONRs与CNTs的协同作用以及不同含量pGONRs-CNTs对TPU复合材料薄膜阻隔和力学性能的影响.结果表明:pGONRs-CNTs复合体具有独特的3D交织状结构,其中GONRs间通过CNTs链接,二者间较强的π-π键使得这种结合形态牢固紧密,同时CNTs的存在也起到支撑骨架的作用,防止GONRs的滑移与团聚;通过异氰酸苯酯的改性处理,pGONRs-CNTs复合体的亲油性得到明显提高,同时较为庞大的异氰酸根的引入,使得GONR GONR间的层间距得到了进一步的提高,更有利于其在聚合物基体中实现均匀分散.当pGONRs CNTs质量分数为0.5％时,pGONRs-CNTs/TPU复合材料薄膜的氧气透过率和拉伸强度相比纯TPU薄膜分别降低了63.08％和提高了46.55％,阻隔性能和力学性能均得到显著改善.
关键词:
3D氧化石墨烯纳米带-碳纳米管
,
TPU复合材料薄膜
,
氧气透过率
,
阻隔性能
张思维
,
赵文誉
,
李溦长
,
郑玉婴
,
樊志敏
高分子材料科学与工程
以氧化解压多壁碳纳米管的方法制备了氧化石墨烯纳米带(GONRs),然后用异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)对GONRs化学修饰得到功能氧化石墨烯纳米带.采用溶液成形的方法在涂膜机上制备了功能氧化石墨烯纳米带(IP-GONRs)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料薄膜,研究了IP-GONRs对TPU薄膜阻隔性能的影响.扫描电镜和X射线衍射的数据表明,IP-GONRs完全剥离地均匀分散在TPU基体中,并且基本沿着纳米复合材料薄膜表面平行分布.仅添加3.0％(质量分数,下同)的IP-GONRs时,TPU薄膜的氧气透过率便下降67％,因此获得了具有优异阻隔性能的IP-GONRs/TPU纳米复合材料薄膜.这种具有优异阻隔性能的复合材料薄膜在食品包装和轻量气体存储容器方面有潜在的应用.
关键词:
功能氧化石墨烯纳米带
,
热塑性聚氨酯
,
复合材料薄膜
,
氧气透过率
,
阻隔性能
