氧化石墨烯—聚乙烯醇薄膜結(jié)構(gòu)對氣體阻隔性影響的研究.pdf

1、隨著塑料包裝材料的廣泛應用，改善其較弱的氣體阻隔性能成了一個亟待解決的問題。層狀納米復合材料由于環(huán)保、低成本、工藝簡便、少量片層的添加便可大幅提升材料氣體阻隔性能，近年來成為了研究熱點。為探明小分子在不同片層分布結(jié)構(gòu)中的滲透規(guī)律，本文以“層層自組裝”法在改性PET薄膜上制備了“隔離”、“均勻定向”和“隨機分散”結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯(GO)-聚乙烯醇(PVA)納米復合薄膜，并對其進行了XRD、PLM、SEM等形貌表征和透氣、力學等性能測試。論

2、文的主要研究結(jié)果如下:
　　通過考察自組裝層數(shù)(BL)、GO分散液濃度和片層分布結(jié)構(gòu)對薄膜氣體阻隔性的影響發(fā)現(xiàn)，(1)GO分散液濃度較低(＜0.5mg/ml)時，涂覆的BL層數(shù)越多，薄膜阻隔性越好。當BL達到20時，“均勻定向”結(jié)構(gòu)復合薄膜的透氧系數(shù)較改性PET薄膜下降了98％，阻隔性提高了64倍;當BL達到40時，透氣測試結(jié)果已低于儀器探測下限。(2)“均勻定向”結(jié)構(gòu)復合薄膜的透氧系數(shù)隨GO分散液濃度增大先下降、后上升，在分散液

3、濃度為0.5mg/ml時達到最小值。SEM分析證明了以該濃度制備的復合薄膜界面結(jié)合最佳、缺陷最少。(3)GO分散液濃度較低時，隨著片層分布不均勻性的增加，復合薄膜的阻隔性先上升、后下降?！案綦x”結(jié)構(gòu)薄膜PET/GOn/PVAn與“均勻定向”結(jié)構(gòu)薄膜PET/(GO/PVA)n的氣體阻隔性相當（均優(yōu)于“隨機分散”結(jié)構(gòu)），這可能是由于隔離結(jié)構(gòu)中的上下GO片層之間的間距較大，O2分子在穿透時并未受到明顯的層間阻礙。
　　與各經(jīng)典氣體滲透理

4、論模型比較發(fā)現(xiàn)，GO分散液濃度較低時(＜0.5mg/ml)，涂覆層中吸附的GO片層較少，薄膜阻隔性的增強符合Nielsen“稀疏”模型;當GO分散液濃度為0.5mg/ml時，涂覆層中吸附的GO片層數(shù)量較多，與Cussler“稠密”模型的預測值接近。
　　此外，GO納米片層的添加提高了薄膜的拉伸強度，但對斷裂伸長率的影響不大。隨著GO分散液濃度的增加，拉伸強度先增大、后減小，在分散液濃度為1mg/ml時取得最大值，較對照PET/PV