石墨烯改性丙烯酸酯压敏胶导热性能研究

摘要

粘接技术应用很广泛，大到军事工业、建筑工业等，小到电子产品、日常生活等。丙烯酸酯压敏胶作为粘接技术中不可或缺的一部分，是目前使用最多的一种压敏胶。与其它压敏胶比较，它的优点很明显，比如成本低、耐候性、耐热性较好等。但是，对于在某些特殊环境下(比如高度封装器件)使用时，其散热问题会制约其应用。所以，可通过功能改性获得综合性能更优的胶粘制品，提高应用范围。
　　石墨烯因为其本身独特的二维周期网状结构特点，孤对π电子能够在石墨烯平面内自由运动，这种特殊结构赋予了石墨烯优秀的导热性能，被认为是优秀的热控材料。高分子材料性能优异，但其热导率很低，所以为改善其导热性能，会向高分子基体中掺入高导热填料来提高复合材料的导热性能。因此，本实验希望采用高导热的石墨烯作为填料来改性丙烯酸酯压敏胶的导热性能，来满足更多电子器件对散热的须求，拓宽其应用范围。其具体内容及结果如下：
　　1、选用工业鳞片石墨为基础原料合成氧化石墨，并运用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、热重分析(TGA)等表征手段对氧化石墨进行分析，发现其中氧元素的含量高达48.71%，石墨片层中存在大量含氧基团，有利于后续剥离制备少层石墨烯。
　　2、使用环境友好型的还原剂葡萄糖、草酸钠来对比水合肼还原氧化石墨制备石墨烯。水合肼还原氧化石墨制备石墨烯的效果相对较好，经水合肼还原后，产物中氧元素的含量下降了21.36%，部分含氧基团(如COOH、C-O-C、C-OH等)并没有被完全还原彻底。其次就是草酸钠和葡萄糖，其还原产物中氧元素含量分别下降了14.44%和13.27%，还原效果均一般。虽然水合肼还原效果更好，但是合成的样品中缺陷较多，而且其石墨烯内部结构规整度也相对较差，容易团聚，不利于分散。
　　3、利用葡萄糖还原氧化石墨制备的石墨烯功能改性丙烯酸酯压敏胶，复合压敏胶体系的保持力均能达到或超过72小时，剥离力也从11.75N/25 mm增加到近19.00 N/25 mm，导热系数也从32.13 W/m?K增加到近80.00 W/m?K，增加幅度达249%，表现出很好的胶粘性能和导热性能。随后探究了不同基材、不同石墨烯用量、不同增粘树脂用量等对复合压敏胶粘性能和导热性能的影响，并对其导热机理进行了探究。

目录

声明

第1章 绪论

1.1引言

1.2 石墨烯的结构与性能

1.3石墨烯的制备方法

1.4石墨烯的应用

1.5聚丙烯酸酯类压敏胶的简介

1.6石墨烯/聚合物复合导热材料的研究背景

1.7石墨烯/聚合物复合材料的制备方法

1.8本论文研究的内容及意义

第2章 氧化石墨的制备与表征

2.1引言

2.2实验部分

2.3测试与表征

2.4结果与讨论

2.5本章小结

第3章 不同还原剂还原氧化石墨制备石墨烯及其表征

3.1引言

3.2实验方法

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第4章 石墨烯改性丙烯酸酯压敏胶及其导热性能研究

4.1引言

4.2实验部分

4.3石墨烯改性丙烯酸酯压敏胶粘接性能及其导热性能测试

4.4石墨烯功能改性丙烯酸酯压敏胶粘接性能及其导热性能的探究

4.5石墨烯改性丙烯酸酯压敏胶导热机理探究

4.6本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

附录：攻读研究生期间发表论文及获奖情况

致谢