【摘 要】
：
高分子聚合物普遍具有比强度高、韧性好或耐疲劳等优点,但同时也存在易发生应力松弛和蠕变、强度值有局限性等问题。通过在聚合物中加入第二相组分形成复合材料是提高性能、扩大应用范围的一条有效途径。近年来,基于其独特的二维结构和优异的力学性质,石墨烯成为聚合物复合材料的理想增强填料。然而,当前此类复合材料的研究主要采用的是粉体石墨烯材料,如氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（r GO）或剥离石墨烯（e GO
论文部分内容阅读
高分子聚合物普遍具有比强度高、韧性好或耐疲劳等优点,但同时也存在易发生应力松弛和蠕变、强度值有局限性等问题。通过在聚合物中加入第二相组分形成复合材料是提高性能、扩大应用范围的一条有效途径。近年来,基于其独特的二维结构和优异的力学性质,石墨烯成为聚合物复合材料的理想增强填料。然而,当前此类复合材料的研究主要采用的是粉体石墨烯材料,如氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（r GO）或剥离石墨烯（e GO）等。虽然粉体石墨烯具有易分散、价格低等优势,但其尺寸小、缺陷多的特点也限制了力学增强的上限。高质量石墨烯连续膜材料可以通过化学沉积法（CVD）制备得到,其缺陷少、连续性好的特点非常有利于力的连续承载,在理论上具有远优于粉体石墨烯的力学性质。与此同时,连续的结构也带来了添加困难、成型受限等问题,使得高质量连续石墨烯在聚合物复合材料中的有序排列和组装仍然是一个巨大的挑战。本文以GO、石墨烯（CVD制备得到的连续石墨烯单层膜,简称G）、聚乳酸/二氯甲烷（PLA/CH2Cl2）溶液和聚丙烯腈/N,N-二甲基甲酰胺（PAN/DMF）溶液等为原料,采用创新性的成型工艺和手段,分别制备了PLA-GO、PLA-G和PAN-G复合材料,在实验室层面上实现了有序分散的石墨烯基复合材料并测试了它们的力学性质。主要研究内容如下:（1）以金属铜为催化衬底,使用CVD的方法合成了单层石墨烯薄膜材料。通过对生长的石墨烯进行光学显微镜和Raman光谱表征,确定该方法生长的石墨烯具有大面积连续、缺陷率低等特点。（2）通过将PLA/CH2Cl2溶液均匀旋涂在CVD石墨烯表面获得PLA-G薄膜,使用堆叠结合横向剪切滚动的方法制备了有序排列的PLA-G复合纤维材料,然后将PLA-G复合纤维材料应用于3D打印成型,使用卧式拉力试验机对打印的拉伸件进行拉伸测试。实验结果表明,与纯的PLA材料相比,在石墨烯仅0.1%的体积添加分数下,PLA-G的平均（最大）强度和杨氏模量分别提高了38.98%（45.07%）和69.64%（76.47%）,并且显著高于PLA-GO,证明连续石墨烯膜比碎片化石墨烯的力学增强效果更显著。（3）将PAN/DMF溶液均匀旋涂在CVD石墨烯表面获得了PAN-G薄膜,通过对PAN-G膜在不同的温度下进行碳化,研究石墨烯对PAN膜碳化和石墨化的影响。进一步地,通过对石墨烯进行UV-O3处理和Ar、O2等离子体处理,研究缺陷化石墨烯对PAN高温碳化和石墨化的影响。结果表明,在较高的碳化温度下,石墨烯可以诱导其附近的碳原子石墨化,且UV-O3处理的石墨烯,其诱导效果最显著,使得PAN-G的Raman光谱中ID/IG值由0.762降低为0.552,石墨化程度明显提高。该研究为促进无定形碳向石墨化碳转变,进一步提高聚丙烯腈碳纤维的力学性能提供了新思路。
其他文献
面对能源发展和环境保护的矛盾,发展新型的储能技术和能量转换技术迫在眉睫。锌-空气电池已成为当前能源领域的重要课题之一,其能量密度高、安全性好。目前阻碍二次锌-空气电池发展和广泛应用的因素主要有两个,一是其空气电极反应动力学缓慢,能量转换效率低;二是锌电极的枝晶问题,导致电池循环性能不稳定。因此,发展具有低成本、高性能和长寿命的锌-空气电池道阻且长。生物质具有来源广、成本低的特点,同时其通常具有独特
固态聚合物电解质（SPE）因具有较高柔性、较低界面电阻以及与锂金属负极良好相容性等优势被认为是构建高能量密度全固态锂离子电池不可或缺的材料。但固态聚合物电解质仍存在相对较窄的电化学稳定窗口和较低的离子电导率等缺点需要克服。为解决上述问题,本文制备了一系列主链含有不同二元醇前躯体的聚草酸酯（POE）并作为聚合物电解质研究,发现奇数碳二元醇组成的POE比偶数碳二元醇组成的POE具有更低的熔点和更高的离
自组装微纳结构广泛存在于自然界中,构成生物体中复杂有序的多级结构。细胞外基质作为细胞生存的环境,可以通过糖蛋白、层黏连蛋白和胶原蛋白等组分的自组装过程获得多层级微纳结构,从而调控细胞内信号传导以及细胞黏附、迁移、增殖和分化等生理过程。其中,良好的细胞黏附在胚胎发育、组织再生和伤口愈合等多种生理过程中具有重要作用。因此研究自组装微纳结构对细胞黏附行为的影响及相关机制具有重要意义。本论文通过分别构建胆
长碳链聚酰胺（LCPA）及长碳链聚酰胺弹性体（LCPAE）因其优异的耐低温性能、物理机械性能,突出的耐磨性、耐化学品腐蚀性及良好的成型加工性而具有广阔的发展前景。但由于国内研究起步较晚、技术壁垒高、国外专利垄断等原因,上述两种高端聚酰胺材料的全球市场基本上被国外企业所垄断,国内严重依赖进口,亟待重大突破。基于此,本课题首先开发了具有自主知识产权的LCPA制备方法,制备出了性能优异的LCPA1210
水凝胶是一种具有交联网络的高分子材料,具有优异的亲水性,柔韧性和生物相容性等。可以通过结构设计构建具有各种优异性能的水凝胶材料,例如:自愈合、导电、刺激响应等。近年来水凝胶被广泛研究,在柔性传感、可穿戴式设备、组织工程、生物医药等方面有着广阔的应用。具有自愈合性能的水凝胶可实现材料损伤后自主修复,提升材料的使用寿命,在诸多应用领域有着迫切的需要。本文从结构设计出发,构建了具有多功能的自愈合水凝胶,
有机太阳能电池具有柔性、质轻以及溶液加工等特点,有望成为柔性电子产品的供电部件。为保证柔性有机太阳能电池在弯曲、拉伸以及回复等形变操作中的稳定性,其吸光层材料需要具备优异的力学性能,如模量、断裂伸长率以及韧性等。有机太阳能电池的吸光层由有机共轭材料组成,其刚性共轭骨架导致柔韧性很差,降低了柔性有机太阳能电池在使用过程中的稳定性。针对这些问题,本论文从两方面研究了吸光层共轭材料力学性能的调控方法,包
钢渣中含有的硅酸盐相具备胶凝活性,使其在建材领域的应用具有极大的潜在价值。但由于过烧f-CaO和f-MgO的存在,会引起钢渣的体积安定性问题,并且钢渣内二价金属氧化物形成的固溶体相（RO相）,其主要包括MgO和FeO,并固溶微量的MnO和CaO,含量在30%左右。目前对于RO相是否会影响钢渣的水化活性和膨胀性从而限制钢渣在水泥混凝土领域的应用尚未得出统一定论。本文按照钢渣中的RO相的化学元素组成,
网络新媒介诈骗呈现技术对抗性强、诈骗脚本话术紧跟热点、诈骗手法花样百出、诈骗对象精准化设定等一系列新形势、新特点，已经成为当前高发的新型高技术犯罪。该类诈骗者编制专业“剧本”、话术，与受骗者建立信任关系，使受骗者陷入特定情境并在高情绪唤起和高动机需求的情况下偏离理性认知轨道，最终被成功控制。应对网络电信诈骗，应多方协作，采取创新性、高知识含量的应对方式。
锌是世界上用量第四大的金属,广泛应用于防腐、电镀、建筑、合金等领域。目前锌的冶炼在工业上主要有火法冶炼和湿法冶炼,其中,占总产量的85%以上的锌通过湿法冶炼制备。湿法炼锌中最重要的也是能耗最大的步骤是电积过程,这一过程的能耗占整个生产过程的中的80%以上。传统铅银合金阳极可以采用氢气扩散阳极代替,理论上可以降低50%以上的槽电压,减少50%以上的能耗。而氢气扩散阳极严重依赖贵金属Pt催化剂,Pt的
一维光子晶体（1DPCs）具有制备简单、材料来源广泛且结构色易调控等优点,是光子晶体中最简单的结构,具有平整、光滑表面的硬质基底常用于制备1DPCs薄膜,但薄膜也因此难以实现柔性化,更难用于制备具有自支撑性的柔性薄膜。为解决该问题,本论文以溶液法构筑柔性1DPCs,并通过控制不同组分的厚度来调控结构色,得到自支撑的柔性薄膜。本论文通过在柔性基底表面交替旋涂、固化全氢聚硅氮烷（PHPS）和四正丁醇钛