壳聚糖纳米复合材料的制备及力学性能研究-论文.pdf

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1、功能化氧化石墨烯／壳聚糖纳米复合材料的制备及力学性能研究／陈元庆等·71·功能化氧化石墨烯／壳聚糖纳米复合材料的制备及力学性能研究陈元庆，张大伟，顾继友(东北林业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150040)摘要以壳聚糖为基体、氧化石墨烯为活性增强相，采用溶液复合的方法制备了氧化石墨烯／壳聚糖纳米复合材料。为使氧化石墨烯均匀地分散在壳聚糖溶液中，对氧化石墨烯的表面进行了功能化处理。通过TEM、SEM、XRD、TGA和力学实验对氧化石墨烯的分散性，复合材料的结晶性能、热性能和力学性能进行了分析。研究结果表明，表面处理后的氧化石墨烯均匀分散于壳聚糖溶液中，未出现絮凝和团聚现象，复

2、合材料中氧化石墨烯也以层片堆叠的方式存在。复合材料中壳聚糖基体的结晶峰位置和结晶度不随氧化石墨烯的加入而改变。复合材料的杨氏模量随着氧化石墨烯含量的增加而提高，断裂伸长率随氧化石墨烯含量增加而降低；当氧化石墨烯含量达到5(质量分数)后，材料由韧性变为脆性，强度降低。复合材料的热稳定性随着氧化石墨烯含量的增加而提高。关键词壳聚糖氧化石墨烯复合材料力学性能中图分类号：TB332文献标识码：ADOI：10．11896／j．issn．1005—023X．2015．12．016PreparationandMechanicalPropertiesofFunctionalGraphene

3、Oxide／Chit0sanNanocompositeFilmsCHENYuanqing，ZHANGDawei，GUJiyou(CollegeofMaterialsScienceandEngineering，NortheastForestryUniversity，Harbin150O40)AbstractChitosanwasasthematrix，andgrapheneoxidewasastheactivereinforcement，andthegrapheneoxide／chitosannanocompositeswerewerepreparedbysolutionbl

4、endingmethod．InordertOuniformlydispersethegrapheneoxideinachitosansolution。thesurfaceofthegrapheneoxidewerefunctionalizingtreatment．Thedispersionofthegrapheneoxideandcrystallinity。thermalandmechanicalpropertiesofthecompositeswereanalysisbyTEM，SEM，XRD，TGAandmechanicaIexperiments．Theresearch

5、resultsshowthatafterthesurfacetreatmentofgra—pheneoxideflakescatteredintheehitosansolutionanditdoesnotflocculateorreunitedandinthecompositemateria1．thegrapheneoxidealsoexistsintheformofthelayerstack．Andtheelongationatbreakofthecompositematerialde—creaseswiththeincreasmentofgrapheneoxide'sc

6、ontentandyang-stylemodulusalsoincreaseswiththeincreasmentofgrapheneoxide'scontent．Whenthegrapheneoxide'scontentreaches5wt，theductilematerialschangeintobrittlematerialsandalsowiththestrengthdecreases。Thethermalstabilityofthecompositematerialsincreaseswiththein—creasmentofthegrapheneoxide'co

7、ntent．Keywoldschitosan，grapheneoxide，composites，mechanicalproperties耐热性能有着很大的缺陷，大大限制了这种材料的使用范0引言围，为了更好地应用这种材料，必须对其进行有效的改壳聚糖(Chitosan)是甲壳素(Chitin)脱N-乙酰基后的产良[1]。氧化石墨烯是化学法制备石墨烯的前产物，其片层物，是自然界含氮量第二高的生物聚合物，具有良好的生物上有着许多含氧官能团，如羟基、羧基、环氧基等，是一种良相容性、抑菌性和生物降解性。由于壳聚糖分子中存在大量