石墨烯增強(qiáng)尼龍6纖維的研究.pdf

1、尼龍6是由己內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合而成的一種聚合物,是目前應(yīng)用最廣泛的的合成纖維之一。但傳統(tǒng)的尼龍6纖維已經(jīng)不能再滿足人們的需求,在這種情況下,如何開(kāi)發(fā)高性能的尼龍6纖維,引起人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。目前人們對(duì)尼龍6的研究主要集中在如何能夠獲取更高強(qiáng)度和模量問(wèn)題上。目前,學(xué)界主要通過(guò)改性基體樹脂、引入納米填料如玻纖、二氧化硅、蒙脫土等途徑來(lái)獲取高性能尼龍6纖維。雖然,通過(guò)這些方法均能使材料的性能得到提高,并各有其獨(dú)到之處。但最后都表明納米填料與基體

2、的結(jié)合力不夠強(qiáng),并且很容易團(tuán)聚在一起,從而導(dǎo)致纖維強(qiáng)度的下降。所以尋找一種新的納米材料來(lái)替代之前的材料是業(yè)界面臨的一大難題。石墨烯的出現(xiàn),為開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度尼龍6纖維提供了一條新的思路。石墨烯作為一種性能優(yōu)異的納米材料,正受到越來(lái)越多的關(guān)注。所以,用石墨烯來(lái)改性尼龍6,制備出一種新用途、高性能的材料,使之既保留了尼龍6的自身優(yōu)點(diǎn),又引入了石墨烯的優(yōu)良特性。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.本文運(yùn)用Hummers法制備出氧

3、化石墨,再采用超聲波法制得氧化石墨烯(GO)。在原子力顯微鏡和納米粒徑儀的表征下,得出氧化石墨烯片層厚度僅為0.8nm,等效直徑約為200nm,從而確定氧化石墨烯為單片層均勻分散的。通過(guò)拉曼和紅外測(cè)試,可以知道氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)受到破壞,其表面含有豐富的含氧官能團(tuán),而其中的羧基正是尼龍6接枝生長(zhǎng)的基礎(chǔ)。
　　2.選取原位聚合方法代替共混改性,通過(guò)調(diào)整氧化石墨烯的加入比例,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.01％、0.10％、0.50％和1.00

4、％的氧化石墨烯改性的尼龍6。紅外及原子力顯微鏡的表征證明,尼龍6分子鏈已成功接枝到氧化石墨烯片上,而熱重分析與粘度測(cè)試又進(jìn)一步表明,隨著氧化石墨烯含量的增加,接枝率和尼龍6分子量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。差示掃描量熱法說(shuō)明,隨著氧化石墨烯含量的增加,尼龍6的熔融溫度和結(jié)晶溫度都是先升高后下降。
　　3.在氧化石墨烯的基礎(chǔ)上,我們通過(guò)對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行氨基化改性,使氧化石墨烯表面富含豐富的氨基官能團(tuán),聚合前氨基化氧化石墨烯在己內(nèi)酰胺中的分散性提