功能化石墨烯-碳纳米管协同强韧化HDPE纳米复合材料的制备和性能

• 作者: 卞军 周醒 王刚 王正君 肖文强 蔺海兰 陈代强
• 来源期刊: 材料研究学报
• 学科: 工学
• 关键词: 纳米复合材料 HDPE-g-MAH 石墨烯 碳纳米管 性能
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 136-144
• 页数: 9页
• 分类号: TQ325.1+4
• 语种: 中文
• DOI: 10.11901/1005.3093.2016.309

摘要

使用L-天门冬氨酸连接氧化石墨烯和酸化多壁碳纳米管(WMCNT-COOH)合成杂化材料LGC,然后用纳米填料LGC填充马来酸酐接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH),用熔融共混法制备了LGC/HDPE-g-MAH纳米复合材料.对LGC杂化填料和LGC/HDPE-g-MAH纳米复合材料进行了红外分析(FTIR)、拉曼光谱分析(Ra-man)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜分析(SEM)、示差扫描量热仪分析(DSC)、热失重分析(TGA)、动态热机械分析(DMA)和力学性能测试,研究了LGC含量对LGC/HDPE-g-MAH纳米复合材料性能的影响.结果表明:L-天门冬氨连接了GO和WMCNT-COOH,三者通过酰胺键连接在一起形成LGC杂化材料.LGC杂化材料内部官能团(氨基或羧基等)与聚合物基体中的羧基发生相互作用,改善了基体与填料之间的界面.根据DMA分析,损耗因子的变化证实了LGC与基体分子链之间强烈的相互作用.热学分析结果表明:纳米复合材料的结晶温度、熔融温度和热稳定性能都提高了.力学分析表明:随着LGC含量的增加,复合材料的拉伸强度和冲击强度呈现出先增大后降低的趋势;当LGC含量为0.5％和0.75％(质量分数)时,复合材料的冲击强度和拉伸强度分别比HDPE-g-MAH提高了95.9％和62.4％.