氟化石墨烯改性聚酰亚胺复合涂层的摩擦学行为研究

发布时间：2024-03-23 01:48

　　作为高性能工程聚合物的聚酰亚胺(PI),具有突出的耐高低温性能、机械性能、化学稳定性以及抗辐射性能,在航空航天、薄膜、微电子、医学和绝缘涂层等方面具有巨大的应用价值,但纯聚酰亚胺的摩擦学性能较弱,难以满足实际需求。氟化石墨烯(FG)作为新兴的二维层状纳米材料,即继承了石墨烯独特的分子结构以及出色的性能,C-F键的生成还赋予其优异的润滑性能和低表面能,在增强聚合物的摩擦学性能方面具有极大的潜力。然而实现石墨烯材料在聚酰亚胺中的高度分散以增强其综合性能,仍是科研道路上的一道难关。本文围绕这些问题,通过化学修饰氟化石墨烯保证其在聚酰亚胺基质中的稳定分散,构建了氟化石墨烯改性聚酰亚胺复合涂层体系,系统研究了氟化石墨烯的掺杂浓度、氟化程度以及碳纳米管负载对聚酰亚胺复合涂层的性能影响,深入考察了氟化石墨烯改性聚酰亚胺复合涂层的摩擦行为并从微观尺度层面上揭示了氟化石墨烯的减磨抗磨机理。首先,采用氯仿超声处理FG纳米片,削弱其层间分子作用力,通过原位聚合法制备了不同含量(0.0 wt%、0.25 wt%、0.5 wt%、1.0 wt%和2.0 wt%)的FG纳米片改性的PI复合涂层,系统考察了不同FG...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1一步法制备聚酰亚胺的反应方程式

第一章绪论2环生成PI，这一类合成方法通常使用酚类溶剂，其反应方程式如图1-1所示。此方法反应条件温和，且制备产物的分子量较高，同时所用溶剂存在有刺激性气味，有毒致癌的缺点。两步法是目前制备芳香族PI最常见的合成方法，第一步是将二酐和二胺的单体溶解于极性非质子溶剂中，在较低温度下....

图1-2两步法制备聚酰亚胺的反应方程式熔融缩聚法是将熔融状态的反应单体和催化剂在反应器中混合，然后逐步合成PI聚

第一章绪论2环生成PI，这一类合成方法通常使用酚类溶剂，其反应方程式如图1-1所示。此方法反应条件温和，且制备产物的分子量较高，同时所用溶剂存在有刺激性气味，有毒致癌的缺点。两步法是目前制备芳香族PI最常见的合成方法，第一步是将二酐和二胺的单体溶解于极性非质子溶剂中，在较低温度下....

图1-3聚酰亚胺的合成路径[10]

第一章绪论5材料的混合，PI纳米复合材料的热稳定性和摩擦学性能都获得了显著加强[20-22]。作为“增韧剂”的碳纤维被引入PI基质中，由于碳纤维与PI分子链的交织缠绕，增大了复合材料内部结构的交联密度，进而强化了PI的机械性能[23,24]。PI的复合改性有着易操作、高成效的优点....

图1-4机械和液相剥离FG[30]

第一章绪论61.3.1氟化石墨烯的制备FG的制备主要基于以下两种策略：（1）液相或机械剥离含氟原子的块状石墨材料，例如商用氟化石墨（GrF）；（2）借助氟化剂对石墨烯产品进行氟化。1.3.1.1氟化石墨的剥离对氟化石墨的剥离是制备FG一种行之有效的方法，该方法已经成功地应用于石墨....

本文编号：3935269