隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，尼龍(PA)作為結(jié)構(gòu)材料在生活與工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，在生產(chǎn)上是主要的工程塑料之一，其產(chǎn)量居五大通用工程塑料中之首。PA本身是熱的絕緣體，能夠應(yīng)用于很多的場合，但是隨著電子電器產(chǎn)品的快速發(fā)展，純PA吸水率高，尺寸穩(wěn)定性差,耐熱性差，已經(jīng)越來越不能滿足各種工業(yè)需求，因此有必要加強(qiáng)對PA的改性研究。

石墨烯具有優(yōu)秀的力學(xué)性能、電學(xué)性能、導(dǎo)熱性能和高比表面積，這些獨(dú)特的性質(zhì)使石墨烯能夠賦予聚合物材料一些特定性能，而石墨烯又是我國《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》重點(diǎn)發(fā)展的新材料。石墨烯和尼龍之間的復(fù)合中能賦予材料更多的性能，使其具有導(dǎo)熱性、耐潮性、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，在換熱工程、電磁屏蔽、高頻率電子元件的散熱和耐磨材料等領(lǐng)域具有廣泛的適用前景。但石墨烯與尼龍6基體的相容性差，易發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致復(fù)合材料加工性能劣化，因而限制了石墨烯與尼龍6復(fù)合材料的使用范圍。因此,解決石墨烯在尼龍6中的分散性是石墨烯填充尼龍6制備復(fù)合材料的關(guān)鍵性問題。

本論文的主要目的是利用偶聯(lián)劑功能化石墨烯,提高石墨烯與尼龍6基體的相容性。制備尼龍6/石墨烯復(fù)合材料，擬賦予復(fù)合材料高導(dǎo)熱性能的同時改善其加工性能和力學(xué)性能。主要研究內(nèi)容:

(1)分別用硬脂酸和硅烷偶聯(lián)劑KH550改性熱氧化還原法制得的石墨烯，通過工業(yè)中常用的熔融共混法制備尼龍6/石墨烯復(fù)合材料，研究改性劑種類和用量對復(fù)合材料性能的影響。

(2)以m(石墨烯): m(硅烷偶聯(lián)劑)=100: 8的配比改性石墨烯，研究改性石墨烯的用量對尼龍6/石墨烯復(fù)合材料的加工性能、力學(xué)性能、吸水性能、導(dǎo)熱性能、熱穩(wěn)定性和分散性的影響，并通過TG、DSC、SEM等手段來表征。 

(3)以玻璃纖維增強(qiáng)尼龍6/石墨烯復(fù)合材料為對象，并用8phr硅烷偶聯(lián)劑改性石墨烯，研究改性石墨烯用量對復(fù)合材料性能的影響，并通過TG、DSC、SEM等手段對復(fù)合材料進(jìn)行表征。

為了提高石墨烯與聚合物基體之間的界面結(jié)合能力，學(xué)者們大多采用在氧化石墨烯(GO)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的各種改性，再來制得聚合物/石墨烯復(fù)合材料。但石墨烯在被氧化之后，其穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)受到較大的破壞，進(jìn)而其原有的優(yōu)異性能也會發(fā)生改變。有研究證明，改性GO的各種性能都無法和純石墨烯相比擬。通過熱氧化還原法制備的石墨烯表面存在—OH、 一COOH, 用改性劑(硬脂酸、硅烷偶聯(lián)劑)處理石墨烯，使石墨烯和尼龍6的相容性增加，石墨烯在尼龍6基體中分散均勻，提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性。但石墨烯的高填充量導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能降低，引入玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料，使其在具有一-定 導(dǎo)熱性的情況下保持較好的力學(xué)性能，增加了復(fù)合材料的實(shí)用性，經(jīng)文獻(xiàn)檢索，固定玻纖用量研究改性石墨烯對尼龍6基復(fù)合材料性能的影響鮮見報(bào)道。 

作者：周華南
來源：福建師范大學(xué)

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