聚己内酯/石墨烯的结晶形态及结晶动力学研究

作     者：边策 

作者单位：河北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘国栋

授予年度：2013年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 

主      题：PCL 石墨烯 结晶 耐热分解性 

摘      要：本论文通过溶液共混法制备了PCL/氧化石墨烯(PCL/GO)、PCL/石墨烯(PCL/GE)及PCL/接枝石墨烯(PCL/gGE)复合材料。采用偏光显微镜(POM)观察复合材料的结晶形态，用示差扫描量热法(DSC)研究复合材料的等温结晶动力学，并用热重分析仪(TGA)研究了复合材料的耐热分解性。POM研究结果表明，GO、GE及gGE加入后PCL及其复合材料的结晶形态为球晶，呈现典型的马耳他十字消光图像，但是复合材料的球晶密度较纯PCL明显增加，球晶尺寸变小，晶界面增大，DSC测试结果表明，随3种填料含量的增加复合材料的最大结晶度(Xmax)降低，其中GE体系下降的最多，这将有利于PCL的生物降解。47℃等温结晶时GO、GE及gGE加入以后，Avrami指数n≈3，PCL及其复合材料的成核方式主要为异相成核，PCL/GO复合材料的总结晶速率随GO含量的增加总结晶速率先增大后减小，在GO含量为0.2wt%时总结晶速率达到最大值，PCL/gGE体系的总结晶速率变化规律与PCL/GO体系类似，PCL/GE复合材料的总结晶速率随GE含量的增加总结晶速率逐渐加快。结合DSC与POM的测试结果，PCL复合材料总结结晶速率的增加不单单是填料起到成核剂使成核密度增加所致，球晶生长速率增大也是一重要原因，这说明3种填料的加入有利于PCL的分子运动，这也将加快PCL在环境中的降解速率。PCL复合材料的熔点及平衡熔点随3种填料含量的增加而逐渐降低。TGA研究结果表明，3种填料的加入使PCL的耐热分解性增强，其中GO的加入使PCL的耐热分解性增强明显，随GO含量的增加PCL的耐热分解性逐渐增强。