含油MC尼龙_氧化石墨烯复合材料的制备及其性能研究

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1、分类号：___________密级：___________UDC：____________编号：___________河北工业大学硕士学位论文含油MC尼龙/氧化石墨烯复合材料的制备及其性能研究论文作者：赵燕文学生类别：全日制学科门类：理学学科专业：有机化学指导教师：王月欣职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofOrganicChemistrySTUDYONPREPARATIONANDPROPERTIESOFOIL-IMPREGNATEDMONOMERCASTING

2、NYLON/GRAPHENEOXIDECOMPOSITESbyYanwenZhaoSupervisor:Prof.YuexinWangMay2017摘要单体浇铸（MC）尼龙是一种重要的工程塑料，但是较差的自润滑性、耐磨性严重制约了其广泛应用。利用润滑油对MC尼龙进行改性，可以获得摩擦性能良好的含油MC尼龙，然而，油料的加入使得MC尼龙材料的力学性能受到较大损失。本文针对含油MC尼龙力学性能欠佳的缺点，分别利用氧化石墨烯（GO）、十八胺改性的氧化石墨烯（GO-ODA）、氧化石墨烯/氯化镧改性含油MC尼龙，以期获得力学性能良好的改性含油MC尼龙。首先，本文以经过改良的Humm

3、ers法制备了GO，并通过AFM、TEM、元素分析、XRD、FTIR等测试手段对其进行了表征，获得了富含含氧官能团的GO。用环氧丙基三甲基氯化铵（GTA）和十八胺（ODA）对GO进行改性，制得了GO-ODA。在此基础上，用原位聚合法分别制备了含油MC尼龙/GO复合材料和含油MC尼龙/GO-ODA复合材料，并对这两类复合材料进行了力学性能、摩擦学性能、SEM、接触角和XRD测试。结果表明，当GO的添加量为0.02wt%时，含油MC尼龙/GO复合材料相对于未添加GO的含油MC尼龙，其综合性能得到提升：弯曲强度、压缩强度、冲击强度分别提高了18.7%、10.9%、22.0%；弹

4、性模量、弯曲模量分别提高了2.7%和6.3%；摩擦系数和磨损量分别降低了18.8%和63.1%；但其断裂伸长率降低了44.8%。当GO-ODA的添加量为0.02wt%时，含油MC尼龙/GO-ODA复合材料相对于未添加GO-ODA的含油MC尼龙，其弯曲强度、压缩强度和冲击强度分别提高了3.5%、8.4%和26.2%；弹性模量提高了5.9%；摩擦系数和磨损量分别降低了25.0%和65.8%；断裂伸长率降低了21.8%。最后，用稀土LaCl3与GO协同改性含油MC尼龙，制备了含油MC尼龙/GO/LaCl3复合材料，并对复合材料进行了力学性能、摩擦学性能、SEM、接触角和XRD测

5、试。当GO的含量为0.01wt%、LaCl3的含量为0.007wt%时，含油MC尼龙/GO/LaCl3复合材料相对于未添加LaCl3的含油MC尼龙/GO复合材料，其综合性能得到提高：弯曲强度、压缩强度、冲击强度分别提高了9.9%、7.2%、40.3%；弹性模量提高了6.1%；断裂伸长率提高了24.4%。关键字：含油MC尼龙氧化石墨烯氯化镧力学性能摩擦性能IABSTRACTMonomercasting(MC)nylonisoneofthemostimportantengineeringplastics,butitsfurtherapplicationofwaslimited

6、foritspoorself-lubricatingandlowwearresistance.MCnylonwithlubricatingoilshowedgoodfrictionperformance.However,theadditionofoilusuallyresultedinalossofmechanicalpropertiesofMCnylon.Inthispaper,grapheneoxide(GO),octadecylaminemodifiedgrapheneoxide(GO-ODA)andgrapheneoxide(GO)/lanthanumchlori

7、de(LaCl3)wereusedtoimprovethemechanicalpropertiesofoil-impregnatedMCnylon.Firstly,GOwassynthesizedthroughmodifiedHummersmethodandcharacterizedbyAFM,TEM,elementalanalysis,XRDandFTIR.AndthemodifiedGO-ODAwaspreparedbyglycidyltrimethylammoniumchloride(GTA)andoctadecylam