石墨烯與聚烯烴的復(fù)合方法及其對(duì)聚烯烴改性效果的研究.pdf

1、聚烯烴由于價(jià)廉、易加工成型和綜合性能優(yōu)良等特點(diǎn)，在生活與工業(yè)中廣泛應(yīng)用。然而聚烯烴在性能上仍存在一些不足，比如強(qiáng)度低、尺寸穩(wěn)定性差及不能滿足抗靜電等功能性應(yīng)用。為了改善聚烯烴的性能、拓寬其應(yīng)用范圍，需對(duì)其改性。石墨烯作為新型的二維碳材料，具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等性能，將其用來改性聚烯烴具有較大的應(yīng)用價(jià)值。
　　目前的研究主要是以改性石墨烯為填料通過溶液共混法對(duì)聚烯烴進(jìn)行改性，存在諸多缺點(diǎn)，如改性過程繁瑣、不環(huán)保及不適合大規(guī)模生

2、產(chǎn)等。因此本論文以石墨烯與聚烯烴的復(fù)合方法作為切入點(diǎn)。本論文以機(jī)械剝離制備的少數(shù)層石墨烯為填料、高密度聚乙烯為聚烯烴基體，在熔融共混法的基礎(chǔ)上，探究石墨烯與聚烯烴的復(fù)合方法及其對(duì)聚烯烴的改性效果。為了改善石墨烯在高密度聚乙烯基體中的分散均勻性及其二者間的界面結(jié)合，本論文采用三種復(fù)合方法（熔融共混法、改進(jìn)熔融共混法和乙醇介質(zhì)共混-熔融共混法）制備了高密度聚乙烯/石墨烯復(fù)合材料，研究了復(fù)合方法和石墨烯含量對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電、力學(xué)等性能的改性效

3、果。
　　本文分別將三種復(fù)合方法制備的粒狀復(fù)合材料模壓成型測(cè)試導(dǎo)電性能。隨著石墨烯含量的增加，復(fù)合材料的電導(dǎo)率得到顯著提高，表現(xiàn)出“滲流現(xiàn)象”。改進(jìn)熔融共混法和乙醇介質(zhì)共混-熔融共混法對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能的改性效果一致，復(fù)合材料的滲流閾值均為4.82wt％（2.16vol%）；熔融共混法對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能的改善程度更大，復(fù)合材料的滲流閾值為3.75wt%（1.67vol%）。此外，還將改進(jìn)熔融共混法和乙醇介質(zhì)共混-熔融共混法制備的石

4、墨烯包覆HDPE粉末模壓成型測(cè)試導(dǎo)電性能。復(fù)合材料獲得更優(yōu)異的導(dǎo)電性能，其中改進(jìn)熔融共混法制備的復(fù)合材料的滲流閾值為1.32wt%（0.58vol%），乙醇介質(zhì)共混-熔融共混法制備的復(fù)合材料的滲流閾值為0.78wt%（0.34vol%）。
　　隨后本文將三種復(fù)合方法制備的粒狀復(fù)合材料注塑成型并進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。復(fù)合材料的拉伸性能和彎曲性能得到改善。其中乙醇介質(zhì)共混-熔融共混法的改性效果最好，這歸因于石墨烯較好的分散均勻性及石墨烯與