纳米粒子增强聚甲醛复合材料的研究

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1、中图分类号：TQ322.3单位代码：11414学号：2013216519题目纳米粒子增强聚甲醛复合材料的研究学科专业材料工程研究方向高分子材料工程硕士生杨礼德指导教师周琼（教授）现场导师饶立强（高级工程师）入学时间：2013年9月论文完成时间：2016年5月硕士专业学位论文独创性声明郑重声明：本硕士专业学位论文是作者个人在导师的指导下，独立进行研宂工作所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人和集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位

2、的学位或证书所使用过的材料。对本研究做出贡献的个人和集体，均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者和导师完全意识到本声明产生的法律后果并承担相应责任。．ｊ＇〇／、作者签名：編ｈ德曰期：２／＇ｒ々ｊ导师签名：日期：硕士专业学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部

3、分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。本学位论文属于保密范围，保密期限ｉ年，解密后适用本授权书。本学位论文作者如需公开出版学位论文的部分或全部内容，必须征得导师书一面同意，且须以中国石油大学（北京）为第署名单位。作者签名：加＾日期：、２导师签名厶丨“：雨轉日期：７－－Ｉ摘要摘要随着科技进步和社会的发展，人们对高分子材料的性能要求越来越高，如足够的力学性能和优异的热稳定性能。为了满足要求，需

4、要对聚合物材料进行改性设计。20世纪80年代末，纳米增强聚合物理论的提出，为这一研究提供了有效途径。纳米增强聚合物材料，两相中填料和基体材料本身的性质，形态（形貌、分散状态），填料与聚合物基体间的界面相互作用以及填料的定向排列是影响复合材料的性能的重要因素。聚甲醛（POM）经常作为一种结构材料，对其力学性能和热稳定性能提出了更高的要求，为了提高POM的竞争力，需要对POM进行设计改性。碳纳米粒子由于具有优异的性能，经常被用于复合材料的增强改性。碳纳米粒子改性效果影响因素：（1）形貌；（2）分散、相互作用；

5、（3）粒子取向。针对形貌因素本文选用二维结构的氧化石墨烯（GO）、一维结构纳米碳纤维（CNFs）作为增强填料。研究了粒子分散、相互作用对性能影响规律；同时通过热牵引研究粒子取向对聚甲醛复合材料性能的影响。研究结果表明：（1）两种纳米粒子均能对POM起到有效的改性效果。对于热稳定性而言，二维平面结构的GO材料对POM复合材料热稳定性的改性效应明显优于一维结构的纳米填料。对于力学性能而言，一维结构的CNFs优于二维结构的GO。（2）两种纳米填料的加入均未使POM晶型产生变化，复合材料的增强效应不是由于产生新的

6、晶型引起的。一维CNFs更有利于分子链的附着结晶，提高结晶度。（3）取向提高了结晶度，对比不同复合材料牵引后性能，一维CNFs更有利于分子链的附着结晶与取向，对复合材料力学性能的提升也更加明显。（4）未改性GO几乎不能起到增强效应，但两种氨基化改性的GO都能起到较好的增强效应，KH550GO增强效应高于PEIGO，这主要归因于KH550GO能够和POM基体形成更强的界面相互作用。关键词：聚甲醛；纳米粒子；表面改性；力学性能；热稳定性-II-ABSTRACTStudyonnanoparticlereinfo

7、rcedpolyoxymethylenecompositesABSTRACTWiththeprogressofscienceandtechnologyandthedevelopmentofsociety,peopleareincreasinglydemandingonthepropertiesofpolymerbasedpolymermaterials,suchassufficientmechanicalpropertiesandexcellentthermalstabilityproperties.In

8、ordertomeettherequirements,thepolymermaterialneedstobemodified.Attheendoftheeightiesofthe20thcentury,thetheoryaboutnanoparticletoenhancepolymerisproposed,andprovidesaneffectivewayformodifingthepolymermaterials.Forna