HDPE/GN非等温结晶动力学研究
- 期刊名字:炭素技术
- 文件大小:870kb
- 论文作者:谢普,于杰,秦军,吕晴,邓青,黄浩,许国杨
- 作者单位:国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心,喀斯特环境与地质灾害防治教育部重点实验室(贵州大学)
- 更新时间:2020-08-31
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2010年第5期CARBON TECHNIQUES2010N5第29卷炭素技术Vol 29HDPE/GN非等温结晶动力学研究谢普·2.3,于杰3,秦军2,吕晴2,邓青‘,黄浩l3,许国杨12(1.国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心,贵州贵阳550014;2.喀斯特环境与地质灾害防治教育部重点实验室(贵州大学),贵州贵阳550003;3.贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳550003;4.贵州大学林学院,贵州贵阳550003)摘要:通过 Hummer法制备出氧化石墨,在水溶液中直接超声分散30min后用联氨对其还原,可制得石墨烯,将所得产品与高密度聚乙烯在双螺杆挤出机中熔融挤出。利用DsC和莫氏方程对复合材料的非等温结晶动力学进行了研究,结果表明:石墨烯抑制了高密度聚乙烯(HDE)的结晶行为;莫氏方程能很好地反映复合材料真实的结晶行为。关键词:石墨烯;复合材料;结晶动力学;莫氏方程中图分类号:TB332:0613.7文献标识码文章编号:1001-3741(2010)05-15-05Preparation and non-isothermal crystallization kineticsof HDPE/GNXIE Pu,23,YU Jie, QIN Jun2, LV Qing, DENG Qing,, HUANG Hao, XU Guo-yang'(1. National Engineering Research Center for Modified Polymer Material, Guizhou Guiyang 550014, China;Key Laboratory of Karst Environment and Geohazard Prevention Ministry of Education(Guizhou University)Guiyang Guizhou 550003, China; 3. The Materials and Metallurgy College of Guizhou University, Guiyanguizhou 550003, China; 4. The forestry institute of Guizhou University, Guiyang Guizhou 550003, ChinaAbstract: Graphene was produced by ultrasonic dispersion in aqueous solution about 30min and reduction with hydrazine fromgraphite oxide prepared by Hummer method. And graphene was blended with high- density polyethylene(HDPE) in the twinscrew extruder to prepare the HDPE/GN composites. The non-isothermal crystallization of kinetics of samples wereivelstudied by differential scanning calorimetry (DSC)and Mo s equation. The Mos equation analysis results show that the crys-allization rate of composite is slower than that of pure HDPE, and it can be well reflected the crystallization behavior ofKey words: Graphene; composite; crystallization kinetics; Mos equation自2004年石墨烯( graphene,简称GN)这一材甚少。由于石墨烯成本低廉,原料易得,因而比料被发现以来,有关研究和新闻就未曾间断。石墨 SWCNT更具竞争优势。目前,大量学者都是利用烯是目前世界上已知强度最髙的材料,是构建其层状无机物对HDPE增强,并取得了相当好的效他维数炭质材料(如零维富勒烯、一维碳纳米管、果。为了探讨石墨烯对HDPE基体性能的影响,本三维石墨)的基本单元,具有极好的结晶性和电学文制备了HDPE/石墨烯复合材料,并对其结晶性能性能-3。而高密度聚乙烯(HDPE)是目前应用最广作了初步探讨。泛的通用塑料之一,然而,由于其硬度、强度、刚度、耐环境开裂能力以及蠕变性能都没有达到人们期1实验望的理想值,从而限制了其应用范围。目前,利用具有层状结构的石墨、蒙脱土、水滑石来制备聚合物/1.1主要原料无机物纳米复合材料已有不少报道,但是对聚合乙烯(HDPE):5200B中国北京燕山石物/石墨烯(HDPE/GN)纳米复合材料的研究报道化有中国煤化工CNMHG基金项目:贵州大学研究生创新基金(省研理工2009001);国家科技支择计划BABUSBO;唔斯特环境与地质灾害防治教育部重点实验室开放基金课题(2008K-4)作者简介:谢普男1984年出生湖南人,硕士研究生,主要从事无卤阻燃聚合物研究Eml:xjxjlxjxjo@163.com。收稿日期:2010-05-15炭囊技术第29卷天然磷片石墨:200目过筛,上海试剂厂X=AHn/(中×H=)联氨:分析纯,中国中资化工技术有限公司式中:AH、φ和H。分别代表聚合物的熔融浓硫酸:分析纯重庆川江化学试剂厂;焓、聚合物复合材料中聚合物的质量百分比和完全高锰酸钾:分析纯,重庆化学试剂总厂结晶样品的熔融焓,对完全结晶的HDPE其熔融焓2主要设备用H=292.6J/g来计算。TE-40型同向双螺杆挤出机,南京瑞亚高聚物设备有限公司;2结果与讨论CJ-80型注塑机,震德塑料机械有限公司DSC-Q10型热分析仪美国TA公司;2.1结晶温度与结晶度的分析vcF21500超分散仪,美国 Sonic& Materials Inc表1和图1是HDPE及HDPE/G和HDPE/GN公司。复合材料在7℃/min的降温速率下得到的结晶参1.3样品制备数。表1中的是结晶峰温、P是熔融峰温、m是结1.3.1氧化石墨(GO)的制备晶起始温度、t(wHF。)是熔融半峰宽、△H是熔融结根据 Hummers原理,采用傅玲圓等改良的晶焓、X是结晶度。G以及GN的加入使得HDPEHummers法制备氧化石墨。将用200目筛子过筛的的p和X值均下降,这是因为在HDPE晶体长大天然磷片石墨(G)10g,加入到装有230mL浓度为过程中,此两种石墨类物质阻碍了分子链移向晶98%的浓硫酸的三角烧杯中,在冰浴中搅拌,再加核,从而抑制了HDPE的结晶14-14由表1中p入30 g KMnO4,控制反应温度在10~15℃,反应和(WHF)可以看出, fmlhdPE/GND< I(HDPE
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