功能化氧化石墨烯-PE納米復合膜的制備和性能研究.pdf

1、聚烯烴類聚合物例如聚乙烯、聚丙烯等具有優(yōu)良的機械性能,極好的加工性以及廉價等特點,廣泛的應用于食品藥品的包裝。為了進一步擴大其在包裝方面的應用,提高其氣體阻隔性能成為研究的熱點。目前,在聚烯烴類聚合物中添加片層狀納米填料是提高聚烯烴阻隔性能的理想方案。氧化石墨烯(GO)作為一種片層狀碳納米填料,具有良好的機械性能和大的比表面積,能有效的改善聚合物的阻隔性能。
　　本文通過溶液法制備了均勻分散的十二烷基胺功能化氧化石墨烯(DA-GO

2、)/高密度聚乙烯(HDPE)納米復合材料。實驗中分別制備了均勻結(jié)構(gòu)以及隔離結(jié)構(gòu)的復合材料。熱重分析(TGA)及X射線衍射(XRD)研究表明,DA分子鏈通過與環(huán)氧基團進行親核取代而成功接枝在GO表面。復合材料斷口掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)顯示DA-GO能以剝離的方式均勻分散于HDPE基體中。從偏光圖可以看出成功制備了隔離結(jié)構(gòu)的納米復合材料。差示掃描量熱分析 DSC研究表明,DA-GO能明顯誘導HDPE的結(jié)晶。均勻分散于HDPE

3、基體中的DA-GO片層能有效提高復合膜的氣體阻隔性能,對于隔離結(jié)構(gòu),當DA-GO含量為0.5wt％時,下降到了2.10×10-14 cm3cm/(cm2?s?Pa),阻隔性提高了152.3％。對于均勻結(jié)構(gòu),當 DA-GO含量為0.5wt％時,納米復合薄膜的透氧系數(shù)從純HDPE的5.30×10-14cm3cm/(cm2?s?Pa)降低到1.72×10-14 cm3cm/(cm2sPa),阻氧性能提高了208.1％。分析隔離結(jié)構(gòu)和均勻結(jié)構(gòu)的