• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      殼聚糖/氧化石墨烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性能研究

      2011-11-07 08:04:07陳建光
      關(guān)鍵詞:吸濕性殼聚糖基體

      陳建光

      (廣東省汕頭市公安消防支隊龍湖大隊,廣東汕頭515041)

      殼聚糖/氧化石墨烯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性能研究

      陳建光

      (廣東省汕頭市公安消防支隊龍湖大隊,廣東汕頭515041)

      流延法制備了殼聚糖/氧化石墨烯復(fù)合材料。X-衍射表明殼聚糖和氧化石墨烯之間形成強烈的相互作用;力學(xué)性能測試結(jié)果表明,當(dāng)氧化石墨烯含量僅為0.6 wt%時,殼聚糖基復(fù)合材料的拉伸強度提高到64.4 MPa,斷裂伸長率提高到38.8%,與殼聚糖基體相比,分別提高了101%和61.7%。

      殼聚糖;氧化石墨烯;性能

      石墨烯不僅價格低廉,而且具有片層結(jié)構(gòu)和良好的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性。用石墨烯來改善聚合物的性能具有較大的潛力[1-3]。Ruoff等用化學(xué)方法先后合成出石墨烯/聚合物導(dǎo)電納米復(fù)合材料[4]和無支撐的氧化石墨烯紙[5],掀起了氧化石墨烯應(yīng)用研究的熱潮。與石墨烯相比,氧化石墨烯(GO)不僅含有羥基、環(huán)氧基、羰基、羧基等多種官能團,同時還能被小分子或者聚合物插層,或剝離[6,7],能有效改善復(fù)合物材料的性能。Wu等[8]將氧化石墨烯片層加入聚合物提高了導(dǎo)電性能,Kai[9]等通過填充氧化石墨烯改善聚合物的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。

      本研究通過氧化天然石墨粉制備GO[10],以流延法成功制得殼聚糖(CS)基復(fù)合材料(CS/GO-n)。通過X-衍射、力學(xué)性能測試和吸濕性能測試,探討GO的含量對CS基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響。

      1 實驗部分

      1.1 原料與儀器

      石墨粉購于上海華誼集團華原化工有限公司。過硫酸鉀(K2S2O8)、五氧化二磷(P2O5)和雙氧水(H2O2)由成都科龍化學(xué)試劑廠提供;硫酸,鹽酸購于重慶川東化學(xué)試劑廠;殼聚糖(平均分子量大于30萬,脫乙酰度大于90%),購自中國南通新程生物工業(yè)有限公司;36%乙酸(分析純),購自重慶茂業(yè)化工公司;蒸餾水。

      集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(DF-101S,鄭州);高功率數(shù)控超聲波清洗器(KQ-400KDV,昆山);旋片真空泵(2XZ-4,浙江);多管架自動平衡離心機(TDZ5-WS,長沙);電熱鼓風(fēng)干燥箱(CS101-2A,重慶);真空干燥箱(DZF-6020,上海)。XD-3 X射線粉末衍射儀(北京普析通用儀器責(zé)任有限公司);Sansi6500型微電子萬能力學(xué)實驗機(深圳),

      1.2 氧化石墨烯(GO)的制備

      采用Hummers法從天然的石墨粉氧化制備GO[10]。

      1.3 CS/GO-n復(fù)合材料的制備

      流延法制備CS/GO-n復(fù)合材料:殼聚糖溶于2%(體積比)的醋酸溶液制得2 wt%的溶液,將一定量的GO粉末(0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.5 wt%,相對于殼聚糖基體)溶解在70 mL的水中,超聲分散1.5 h之后,逐滴滴加到殼聚糖醋酸溶液中,60℃下恒溫攪拌5 h,減壓脫泡后在玻璃板上流延成膜,50℃下干燥12小時,并將其編號為CS/GO-n(n代表GO相對于CS的質(zhì)量百分含量),常溫下置于相對濕度為43%的干燥器中。樣品編號及其含量列于表1中。

      表1 CS/GO-n復(fù)合材料編號

      2 結(jié)果與討論

      2.1 X-衍射分析

      圖1為GO及CS/GO-n復(fù)合材料的X衍射衍射圖譜(XRD)圖。在GO的譜圖中,2θ=11.1○處出現(xiàn)了一強的衍射峰,層間距為0.8nm,與文獻報道值相一致[11]。純殼聚糖膜(CS/GO-0)在2θ=11.4°、18.3°出現(xiàn)兩個強衍射峰,在2θ=8.3°、16.1°、22.9°出現(xiàn)三個較弱的衍射峰,同文獻報道一致[12]。CS/GO-n復(fù)合材料的XRD圖譜與純殼聚糖的衍射圖譜相似,且在復(fù)合材料中沒有出現(xiàn)GO的特征衍射峰??赡苁怯捎诘偷奶砑恿?,同時也充分說明GO均勻分散在基體中,與殼聚糖基體之間形成較強的相互作用有效地限制了石墨烯的聚集。再者,GO的添加量對復(fù)合材料XRD圖譜沒有多大影響。

      圖1 GO粉末,PS/GO-n復(fù)合材料的X衍射圖

      2.2 力學(xué)性能分析

      圖2為CS/GO-n復(fù)合材料的力學(xué)性能隨GO含量增加的變化曲線。從圖2中可以看出,添加的GO的可有效改善復(fù)合材料的力學(xué)性能。隨著GO含量的增加,CS/GO復(fù)合材料的拉伸強度(σb)和斷裂伸長率(εb)均逐漸增大,且在含量僅為0.6%時均達到最大值(64.4 MPa和38.8%),與殼聚糖基體相比分別提高了101%和61.7%,表明GO與殼聚糖基體之間強的相互作用提高了復(fù)合材料的性能,并在殼聚糖基體中起到增強增韌的協(xié)同作用。

      圖2 CS/GO-n復(fù)合材料的力學(xué)性能隨GO含量變化的曲線

      2.3 吸濕性能分析

      圖3為CS/GO-n復(fù)合材料在相對濕度98%的環(huán)境中的吸濕性能(Mu)曲線。從圖中可以看出,CS/GO-n復(fù)合材料的吸濕值要低于CS基體的吸濕值。CS/GO復(fù)合材料的Mu值隨著含量的增加逐漸降低,且在GO的含量為1.5 wt%時,Mu降到最低值66.2%。GO與殼聚糖基質(zhì)之間強的相互作用有效的抑制了水分子在復(fù)合材料中的擴散。

      圖3 CS/GO-n復(fù)合材料的吸濕性能曲線

      3 結(jié)論

      采用流延法制備殼聚糖(CS)和氧化石墨烯(GO)的復(fù)合材料。XRD表明CS和GO之間形成強的相互作用有效地限制了石墨烯的聚集,從而有效改善復(fù)合材料的力學(xué)性能和降低復(fù)合材料的吸水性。實驗結(jié)果說明氧化石墨烯是一類優(yōu)良的聚合物填充劑。

      [1]Jiang L,Shen X P,Wu J L,Shen K C.Preparation and CharacterizationofGraphene/Poly(vinylalcohol). Nanocomposites,2010,118,275–279.

      [2]Kim H,Macosko C W.Processing-property relationships of polycarbonate/graphene composites.Polymer,2009,50,3797–3809.

      [3]Wei T,Luo G L,Fan Z J,Zheng C,Yan J,Yao C Z,Li W F, Zhang C.Preparation of graphene nanosheet/polymer composites using in situ reduction–extractive dispersion.Carbon,2009, 47,2296–2299.

      [4]Stankovich S,Dikin D A,Dommett G H B,Dommett G H B, Kohlhaas K M,Zimney E J,Stach E A,Piner R D,Nguyen S T, Ruoff R S.Graphene-based composite materials.Nature,2006, 442,282-286.

      [5]Dikin D A,Stankovich S,Zimney E J,Piner R D,Dommett G H B,Evmenenko G,Nguyen S T,Ruoff R S.Preparation and characterization of graphene oxide paper.Nature.2007,448, 457-460.

      [6]Matsuo Y,Tahara K,Sugie Y.Structure and thermal properties of poly(ethylene oxide)-intercalated graphite oxide.Carbon, 1997,35,113–120.

      [7]Liu P G,Gong K C,Xiao P,Xiao M.Preparation and

      characterization of poly(vinyl acetate)-intercalated graphite oxide composite.Journal of Materials Chemistry,2000,10,933–935.

      [8]Wu J,Tang Q,Sun H,Lin J,Ao H,Huang M,Huang Y. Conducting?lm from graphite oxide nanoplatelets and poly (acrylic acid)by layer-by-layer self-assembly.Langmuir,2008, 24,4800–4805.

      [9]Kai W H,Hirota Y,Hua L,Inoue Y.Thermal and mechanical propertiesofapoly(epsilon-caprolactone)/graphiteoxide composite.Journal of Applied Polymer Science 2008,107,1395–400.

      [10]Hummers W S,Richard E J R.Preparation of graphitic oxide. Journal of the American Chemical Society,1958,80,1339–1339.

      [11]Han D L,Yan L F,Chen W F,Li W.Preparation of chitosan/ graphene oxide composite?lm with enhanced mechanical strength in the wet state.Carbohydrate Polymers,2010,doi: 10.1016/j.carbpol.2010.08.038

      [12]Tang C,Xiang L,Su J,Wang K,Yang C,Zhang Q,Fu Q. Largely improved tensile properties of chitosan film via unique synergistic reinforcing effect of carbon nanotube and clay.The Journal of Physical Chemistry B,2008,112,3876-3881.

      責(zé)任編輯 李燕

      O433.1

      A

      1674-5787(2011)01-0153-02

      2010-12-11

      陳建光(1981—),男,山西保德人,廣東省汕頭市公安消防支隊龍湖大隊工作,主要從事防火滅火材料研究。

      猜你喜歡
      吸濕性殼聚糖基體
      金剛石圓鋸片基體高溫快速回火技術(shù)的探索
      石材(2022年3期)2022-06-01 06:23:54
      溝口雄三的中國社會主義歷史基體論述評
      原道(2022年2期)2022-02-17 00:59:12
      鈮-鋯基體中痕量釤、銪、釓、鏑的連續(xù)離心分離技術(shù)
      鋼基體上鍍鎳層的表面質(zhì)量研究
      添加不同輔料牛膝浸膏粉體表面特征與吸濕性的相關(guān)性
      中成藥(2018年2期)2018-05-09 07:19:44
      中藥浸膏粉吸濕性的評價方法
      中成藥(2017年5期)2017-06-13 13:01:12
      黃芪多糖防潮樹脂復(fù)合物的制備及其吸濕性
      中成藥(2017年3期)2017-05-17 06:08:53
      殼聚糖的應(yīng)用
      食品界(2016年4期)2016-02-27 07:36:46
      殼聚糖對尿路感染主要病原菌的體外抑制作用
      歷史建筑中傳統(tǒng)青磚等溫吸濕性能比較研究
      康定县| 家居| 九台市| 噶尔县| 峨边| 黑龙江省| 吉安县| 浪卡子县| 凉山| 沙田区| 庄河市| 万宁市| 屯留县| 元江| 临高县| 和硕县| 开化县| 久治县| 五大连池市| 介休市| 湾仔区| 扎兰屯市| 大余县| 茶陵县| 乐安县| 五指山市| 修水县| 天门市| 漳浦县| 清丰县| 潜江市| 岑溪市| 大方县| 民丰县| 商城县| 阳原县| 南陵县| 仙桃市| 淮滨县| 柳河县| 册亨县|