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1. 研究目的与意义
1.研究预期达到的目标(1)采用改进的hummers法制备了氧化石墨烯,同时在不添加任何稳定剂的情况下,利用环保且具有较强还原能力的抗坏血酸对氧化石墨烯溶液进行还原(2)利用一种两性离子表面活性剂即ada,在dmf中石墨烯进行表面改性.(3)采用溶液混合法制备了纯聚乳酸、还原氧化石墨烯/聚乳酸、12-氨基十二酸改性还原氧化石墨烯/聚乳酸三种复合材料,研究了石墨烯和改性石墨烯含量在0.2%wt时对聚乳酸基复合材料的断裂形貌、拉伸性能、阻光性和阻水性的影响,并探讨了石墨烯对聚乳酸基复合材料性能的增强机理。
2.研究的意义近几十年来,白色污染日益严重,随之许多绿色环保产品纷纷面世,人们研制出各种可生物降解的合成树脂和纤维,聚乳酸(pla)就是其中一种高分子材料,具有生物降解性、生物相容性,有良好的透气性等优点,因而在医药日用、塑料制品等方面应用前景十分广阔,是目前研究的热点之一,但其具有结晶性差,力学性能差,耐热性差等缺点。
近年来,石墨烯纳米颗粒及其衍生物被认为是聚合物纳米复合材料中极好的填充剂,因为它们具有超高的模量和强度、高的比表面积、优异的电导率和导热性,以及低密度,能改进pla性能能,如电导率、力学性能、热稳定性和结晶。
2. 国内外研究现状分析
聚乳酸 (pla) 是一种具有优良的生物相容性和可生物降解性的聚合物。
1932年,杜邦公司的arothers以乳酸为原料,用直接缩聚法聚合出较低分子量的聚乳酸,但所制备的聚乳酸分子量低,后来出现了二步法,即第一步先使乳酸生成环状丙交酯,第二步再开环聚合成高分子量的聚乳酸。
1966年,kulkarni等提出聚乳酸在体内能够降解,最终的代谢产物是co2和h2o之后,从此,聚乳酸在外科和医药方面的应用得到了广泛的研究,因为pla不仅具有一般高分子材料所具有的基本特征,而且因其独特的性能和特点,如能在自然界中可彻底分解、对环境无危害,这使得pla是最有实际应用前景的高分子聚合物之一,在医药、手术缝合线、包装材料、日用塑料制品等方面应用前景十分广阔,是目前研究的热点之一。
3. 研究的基本内容与计划
1、研究内容石墨烯制备1)氧化石墨烯制备参照改进的 hummers 法制备氧化石墨烯。
操作步骤如下:将浓硫酸置于烧杯,依次加入石墨粉、过硫酸钾、五氧化二磷,然后置于水浴锅。
混合物经磁子强力搅拌过滤,水洗至中性,置于烘箱中烘干。
4. 研究创新点
采用溶液混合法制备了石墨烯/聚乳酸复合薄膜,利用一种两性离子表面活性剂12-氨基十二酸,对石墨烯进行表面改性,提高了石墨烯在聚乳酸基体中的分散性,采用傅里叶红外光谱、扫描电镜、万能力学试验机等研究了石墨烯和改性石墨烯含量在0.2%wt时对聚乳酸基复合材料的断裂形貌、拉伸性能、阻光性和阻水性的影响,进一步提高石墨烯/聚乳酸复合薄膜的性能。
