熔融法制备金属离子配位的氧化石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料及其性能研究

编号：NMJS07399

篇名：熔融法制备金属离子配位的氧化石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料及其性能研究

作者：林晨 谢续明

关键词： 氧化石墨烯 金属离子配位 聚甲基丙烯酸甲酯 纳米复合材料 拉伸性能

机构： 清华大学化工系先进材料教育部重点实验室

摘要： 通过金属离子(二价铜离子、三价铁离子)配位的方法,增强了氧化石墨烯(GO)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之间基体-填料的相互作用,实现了GO/聚合物复合材料的抗拉伸性能和热稳定性的大幅提升.采用红外光谱对聚合物基体加入GO和金属离子前后的特征峰变化进行研究,观察配位键是否成功作用于基体与填料之间.使用拉曼光谱分析了GO的表面结构,结果表明金属离子的加入对GO表面缺陷情况的影响很小.采用直接熔融法和母料法2种方法制备了复合材料,并对其进行性能测试,发现母料法制备的样品的力学性能更好.用扫描电子显微镜(SEM)观察材料的断面,结果表明,使用母料法制备的样品,其内部纳米材料的分散均匀性优于直接熔融法的样品.母料法制备的GO/PMMA复合材料拥有优异的力学和热学性能,而在引入了金属离子进行配位之后,其杨氏模量进一步提升29.6%,抗拉强度提升31.8%,最大热失重温度提升26°C,表明配位键提供的微观强相互作用增强了材料的宏观性能.