聚3-羟基丁酸酯/石墨烯纳米复合材料的制备与结晶行为

论文摘要

本论文制备了聚3-羟基丁酸酯（PHB）/石墨烯纳米复合材料，并通过多种研究手段详细研究了石墨烯对复合材料中PHB的结晶形态、结晶行为及结晶结构等影响规律。主要研究结果如下：1.通过溶液挥发法制备了PHB/氧化石墨烯（GO）纳米复合材料。TEM结果表明，在PHB基体中GO呈单层或少层分散。TGA结果表明，GO提高了复合材料中PHB的热分解温度。通过OFW方程和Kissinger方程计算了纯PHB及其复合材料的热降解活化能。同纯PHB相比，GO提高了复合材料的热降解活化能，从而提高了其热稳定性。结晶行为研究结果揭示，复合材料中PHB的非等温结晶温度和等温结晶速率都随GO含量的增加而相应提高，表明GO对PHB的结晶过程起到了成核促进作用，但是其结晶机理和晶体结构不变。球晶形态研究结果支持上述结论。2.通过溶液沉淀法制备了PHB/热还原石墨烯（TRG）纳米复合材料，并用多种手段研究了PHB/TRG纳米复合材料的结晶行为。SEM结果表明，TRG在基体PHB中分散良好。TGA研究表明，TRG对PHB的热稳定性几乎没有影响。结晶行为研究结果表明，TRG对PHB的结晶过程起到了成核促进作用，提高了PHB的非等温熔体结晶温度和等温结晶速率。分别应用Avrami方程和Tobin方程研究了PHB/TRG的等温结晶和非等温结晶动力学。晶体结构研究结果表明，TRG并未改变PHB的结晶度及晶体结构。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 生物降解材料聚3–羟基丁酸酯（PHB）简介
• 1.2 石墨烯（Graphene）介绍
• 1.2.1 石墨烯的结构与性质简介
• 1.2.2 制备石墨烯的方法
• 1.3 聚合物/石墨烯纳米复合材料的制备及应用
• 1.4 聚合物/石墨烯复合材料的应用现状及展望
• 1.5 本论文的创新点及研究意义
• 第二章 PHB/GO纳米复合材料的溶液挥发法制备及其形态、热稳定性、结晶行为和结晶动力学研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 样品来源
• 2.2.2 PHB/GO纳米复合材料的制备方法
• 2.3 仪器和测试方法
• 2.3.1 GO在PHB中的分散和形态研究
• 2.3.2 PHB/GO纳米复合材料的热稳定性能研究
• 2.3.3 PHB/GO纳米复合材料的非等温结晶研究
• 2.3.4 PHB/GO纳米复合材料的等温结晶研究
• 2.4 结论
• 第三章 PHB/TRG纳米复合材料的溶液沉淀法制备及其形态、结晶行为和结晶动力学研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 样品来源
• 3.2.2 PHB/TRG纳米复合材料的制备方法
• 3.3 仪器和测试方法
• 3.3.1 TRG在PHB中的分散和形态研究
• 3.3.2 PHB/TRG热稳定性能研究
• 3.3.3 PHB/TRG纳米复合材料的等温结晶及其动力学研究
• 3.3.4 PHB/TRG纳米复合材料的非等温结晶及其动力学研究
• 3.4 结论
• 第四章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师介绍
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书