水性聚氨酯夾芯板石墨烯納米復(fù)合材料

時(shí)間：2014-03-28作者：河南千萬(wàn)間新型建筑材料有限公司瀏覽：175

水性夾芯板自問(wèn)世以來(lái)就以其優(yōu)異的性能，如耐磨損、耐化學(xué)品腐蝕、良好的柔韌性、強(qiáng)附著力得到人們的廣泛關(guān)注，水性板是以水為分散介質(zhì)，成膜后相對(duì)分子質(zhì)量較低，但是水性板在耐水性、耐溶劑性、力學(xué)性能等還存在缺陷，使其使用受到一定的局限，因此為了使板的性能得到改善和加強(qiáng)，可以利用納米材料對(duì)板材料進(jìn)行改性制備板基納米復(fù)合材料。板基納米復(fù)合材料是在聚合物中填充一些納米尺寸的物質(zhì)，像石墨烯等，這樣聚合物的一些重要的特性如電學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及受熱穩(wěn)定性方面將得到很大地提升，并且添加很少的納米材料就能產(chǎn)生很強(qiáng)的效果。制備納米復(fù)合材料首先要解決的就是納米材料在板母體上的分散性，只有納米材料與板分子充分接觸并且分散良好，才能顯著提高性能。

上一章提到了，改性以后的功能化石墨烯具有了很好的親油性，并且具有很高的比表面積跟許多*特的性能，正好可以使之與聚合物母體產(chǎn)生較大化的界面接觸，從而改善復(fù)合材料的性質(zhì)?，F(xiàn)階段制備夾芯板石墨烯納米材料的報(bào)道越來(lái)越多，技術(shù)也越來(lái)越成熟。UmarKhan，PeterMa等首先將是石墨烯分散到 DMF 中，然后超聲150 小時(shí)，用 1000轉(zhuǎn)每分鐘高速離心 45min。

離心分離后收集上層清液，為了提高分散的石墨烯的濃度，將上層清液倒入尼龍薄膜中，將尼龍薄膜浸于 DMF中進(jìn)行超聲，使石墨烯從膜中滲出進(jìn)入到 DMF 中，可使石墨烯的濃度達(dá)到20mg/ml，從而成功制備出溶于 DMF 或的高濃度的石墨烯/板分散液，并成功研究了質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 0%到 90%的石墨烯對(duì)于板材料的影響。研究得出如下結(jié)論：石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 55%時(shí)，可以在板溶液中產(chǎn)生較好的分散效果。板材料的極限拉伸強(qiáng)度隨著石墨烯含量的增加（不**過(guò) 70%）穩(wěn)定增加。張力與韌性隨著石墨烯含量的增加呈指數(shù)下降趨勢(shì)。

通過(guò)這些結(jié)論，為以后板材料的研究提供了新的認(rèn)識(shí)，根據(jù)所需板材料的不同從而添加不同質(zhì)量的石墨烯，可以得到不同性能的板/石墨烯復(fù)合材料。石墨烯的加入除了對(duì)材料力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性有影響以外，對(duì)材料的導(dǎo)電性同樣具有很大程度的提高。關(guān)于此方面的報(bào)道也不少。Hsi-WenTien，Yuen-Li-Huang 等通過(guò)加入陽(yáng)離子表面活性劑到 GNS 表面，抑制石墨烯的團(tuán)聚，將石墨烯溶液加入到水性板（WPU）溶液中，獲得了在 PU 乳液中穩(wěn)定分散的石墨烯溶液，干燥成膜，通過(guò)浸泡處理可以得到具有較大電導(dǎo)率，透光率的納米薄片。這種納米薄片展現(xiàn)了較好的物理性能。

用這種方法不僅能將 GNS 很好的很容易的附在 WPU 上，較能通過(guò)改變聚合作用前驅(qū)體控制板基體的性能。本章實(shí)驗(yàn)是在成功制備出陰離子水性板的基礎(chǔ)上，再對(duì)制備的陰離子水性板進(jìn)行石墨烯改性，從而制備性能較加優(yōu)異的板/石墨烯納米復(fù)合材料，并研究了石墨烯的含量對(duì)于材料力學(xué)性能，導(dǎo)電性，熱穩(wěn)定性及耐水性方面的影響，通過(guò)對(duì)比石墨烯改性前后夾芯板的變化得出結(jié)論：石墨烯的加入使得兩者的優(yōu)點(diǎn)得到了充分的結(jié)合，不僅增加了板材料的力學(xué)性能，耐水性等，并且發(fā)現(xiàn)材料的導(dǎo)電性也得到了一定程度的提高。這就是本章節(jié)用石墨烯改性板制備納米復(fù)合材料的意義所在。


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