PA6_石墨烯衍生物微球的制备及其性能研究.pdf

PA6/石墨烯衍生物微球的制备及其性能研究 PA6/石墨烯衍生物微球的制备及其性能研究 摘 要 本文利用阴离子原位聚合制备尼龙6 （PA6 ）的方法，以己内酰胺（CL ）、聚 苯乙烯（PS ）、氧化石墨烯（GO ）、磺化石墨烯（SG ）为主要原料，利用反应诱 导相分离的方法制备得到了一系列粒径可控的 PA6/GO(SG)微球。GO 与 SG 在 PS 的存在下，选择性分散在CL 单体中，形成CL/PS/GO(SG)悬浮液，通过CL 阴离子原位聚合制备得到PA6/PS/GO(SG)复合材料，并利用甲苯除去PS 相后可 以获得粒径分布在10-60 μm 间的PA6/GO(SG)微球。本文考察了该体系的形貌变 化以及微球的综合性能，并进一步研究了该微球的部分选择性激光烧结（SLS ） 打印性能。采用SEM、TEM 、AFM 、FT-IR 、TG、DSC、XRD 等表征手段研究 了PA6/PS/GO(SG)体系的相形貌、GO(SG)的选择性分散以及PA6/GO(SG)微球的 热性能与结晶行为，并进一步表征了该微球的堆积密度、孔隙率、熔融粘结性能 等SLS 打印性能指标。主要得到以下结果： 1.采用Hummers 法成功制备了单层的GO ，并通过CL 阴离子原位聚合成功 合成了PA6/PS/GO 复合材料。考查了GO 的引入对体系形貌的影响，并分析了 GO 在体系中的选择性分散情况。同时 GO 的引入使得PA6 的热性能、结晶性 能、热稳定性能等发生了变化。 2.通过阴离子原位聚合成功合成了PA6/PS/SG 复合材料。考查了SG 的引入 对体系形貌的影响，并分析了SG 在体系中的选择性分散情况。同时SG 的引入 使得PA6 的热性能、结晶性能、热稳定性能等发生了变化。 3.通过对PA6/GO(SG)微球的粒径及分布进行分析，选取了适合于SLS 打印 领域的PA6/GO(SG)微球，并对其球形度、堆积密度、孔隙率、热稳定性能、烧 结窗口、模拟烧结性能等进行表征，选取了能够适用于SLS 打印的PA6/GO(SG) 微球。 关键词：尼龙6，石墨烯衍生物，阴离子原位聚合，反应诱导相分离，微球 I 浙江工业大学硕士学位论文 PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF PA6/GRAPHENE DERIVATIVES MICROSPHERES ABSTRACT In this study, a kind of PA6/graphene derivatives microspheres with adjustable diameters has been fabricated via anionic in-situ polymerization. GO(SG) was firstly dispersed in CL with the presence of PS to form CL/PS/GO(SG) solution. CL/PS/GO(SG) solution was then in situ polymerized into PA6/PS/GO(SG) composites. After PS removed by toluene, PA6/GO(SG) microspheres, with controllable size (10- 60 μm) and narrow size distribution were obtained. Various characterization methods, such as SEM, TEM, AFM, FT-IR, TG, DSC, XRD were carried out to investigate the morphological structure of PA6/PS/GO(SG) composites and the thermal properties, crystallization, thermal stab