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《高性能PIPD纖維的石墨烯改性及其結(jié)構(gòu)與性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：TQ342+.94單位代碼：10110學(xué)號：S1504012中北大學(xué)碩士學(xué)位論文高性能PIPD纖維的石墨烯改性及其結(jié)構(gòu)與性能研究碩士研究生姜婉嘉指導(dǎo)教師王艷紅學(xué)科專業(yè)化學(xué)工程與技術(shù)2018年6月5日圖書分類號TQ342+.94密級非密注1UDC_______________________________________________________________碩士學(xué)位論文高性能PIPD纖維的石墨烯改性及其結(jié)構(gòu)與性能研究姜婉嘉指導(dǎo)教師（姓名、職稱）王艷紅副教授申請學(xué)位級別工學(xué)碩士專業(yè)名稱化學(xué)工程與技術(shù)論文提交日期2018
2、年6月5日論文答辯日期2018年5月24日學(xué)位授予日期________年______月______日論文評閱人馮麗恒教授、何振峰副教授答辯委員會主席樊衛(wèi)斌研究員原創(chuàng)性聲明本人邦重聲明=所呈交的學(xué)位稔文り是本人在指尋教師的指尋下ヮ獨立逆行研究所取得的成果.除文中己徑注明引用的內(nèi)容外,本詮文不包含其他↑人或集體己経友表或撰胃道的科研成果。対本文的研究作出重要貢獻的↑人和集體り均己在文中以明碗方式林明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。稔文作者釜名:姦セ免れ日期:_Ц≧生生__美子學(xué)位沿文使用枚的説明本人完全了解中北大學(xué)有美保管、使用學(xué)位稔文的規(guī)
3、定り其中包括:①學(xué)校有枚保管、井向有美部l可送交學(xué)位沿文的原件埼隻印件,②學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印或其t隻制手段隻制井保存學(xué)位稔文;③學(xué)校可允杵學(xué)位稔文被査開或借開:④學(xué)?？梢詫W(xué)木交流力目的ヮ隻制贈送和交換學(xué)位沿文ラ⑤學(xué)校可以公布學(xué)位稔文的全部或部分內(nèi)容(保密學(xué)位沿文在解密后遵守此規(guī)定)。釜名:揚象日期:?っIS、`,(尋師釜名:日期:中北大學(xué)學(xué)位論文高性能PIPD纖維的石墨烯改性及其結(jié)構(gòu)與性能研究摘要聚[2,5-二羥基-1,4-苯撐吡啶并二咪唑](PIPD)是一種具有苯環(huán)剛性結(jié)構(gòu)的棒狀聚合物，其纖維具有強度大、模量高、熱分解溫度高及耐
4、老化等優(yōu)異性能，是綜合性能最優(yōu)秀的有機纖維。盡管如此，由于PIPD聚合物單體容易氧化、體系粘度大，其聚合反應(yīng)后期反應(yīng)活性低，以提高分子量的方式增強PIPD纖維性能具有較大局限性。相比之下，納米增強改性更加簡單有效。氧化石墨烯（GO）含有大量極性官能團，具有較高反應(yīng)活性，可以參與聚合反應(yīng)，達到共聚增強的效果。本文基于納米改性增強原理，通過氧化石墨烯與還原石墨烯原位共聚-共混法對PIPD纖維進行改性，使PIPD纖維的力學(xué)性能、耐熱性能及復(fù)合材料界面性能得到提高。本文采用化學(xué)改性Hummers法成功制備了氧化石墨烯，并通過化學(xué)還原法制得還原
5、石墨烯（rGO）。通過對聚合反應(yīng)過程中時間和溫度對PIPD聚合物對數(shù)粘度的影響研究，結(jié)果顯示，聚合時間為15h聚合物粘均分子量上升最快。而在140℃-180℃的溫度范圍，PIPD聚合物的對數(shù)粘度隨溫度的升高而增大，在180℃達到最大值12.25dL/g。在200-300℃范圍內(nèi)對制備的PIPD纖維進行不同溫度的熱處理，研究熱處理溫度對PIPD纖維的結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，溫度升高有利于PIPD纖維晶體結(jié)構(gòu)變得規(guī)整，并且纖維的力學(xué)性能也由原來的2.16GPa提升到2.73GPa，提升了26.4%。將氧化石墨烯和還原石墨烯利用原位
6、共聚-共混的方法加到PIPD基體中，得到不同含量的復(fù)合纖維，研究GO含量對復(fù)合纖維性能的影響，并與同含量的rGO/PIPD復(fù)合纖維進行對比。此外，還從取向分子和微纖的角度分析了GO增強PIPD纖維力學(xué)性能的原因。通過單絲拉伸強度測試，GO/PIPD復(fù)合纖維的拉伸強度在GO含量為1wt%達到最大2.43GPa。含量相同時，GO/PIPD的力學(xué)性能好于rGO/PIPD復(fù)合纖維；隨著GO的加入，復(fù)合纖維的表面能得到提高，當(dāng)GO含量為2wt%時達到最大值53.20mN/m；復(fù)合纖維/環(huán)氧復(fù)合材料的界面剪切強度高于純PIPD纖維，在GO添加量為
7、1wt%時達中北大學(xué)學(xué)位論文到最大51.27MPa。氧化石墨烯的加入有利于提高復(fù)合纖維的初始分解溫度且當(dāng)GO含量2wt%，復(fù)合纖維具有最高殘?zhí)柯?7%，比純PIPD纖維提高了4%。關(guān)鍵詞：PIPD纖維，石墨烯納米粒子，改性，復(fù)合纖維，性能中北大學(xué)學(xué)位論文GrapheneModificationofHighPerformancePIPDFibersanditsStructureandPropertiesAbstractPoly{2,6-dimidazo[4,5-b:4',5'-e]pyridinylene-1,4(2,5-dihydro
8、xy)phenylene}（PIPD）isarodpolymerwithrigidstructure,whichhas2,5-dihydroxyphenyleneandimidazolepyridineastherepe
