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石墨烯是继富勒烯、碳纳米管之后发现的新型材料,具有许多优异的性质,如：高比表面积、良好的导热性、导电性等。一直以来受到研究者们的关注,已被广泛用于复合材料的制备。又因石墨烯自身非常容易聚集,反应活性不高且与有机高分子之间很难相容,导致其很难直接用到聚合物/石墨烯复合材料的制备。针对这个问题,本论文分别对氧化石墨烯进行非共价键法和共价键法修饰,并将其中一种功能化石墨烯用于水性聚氨酯中,制备复合材料,探究石墨烯对复合材料力学性能的影响。本论文的主要内容如下：1.非共价法改性石墨烯。将氧化石墨烯与制备的阳离子水性聚氨酯按照1：10的比例混合反应,最后用水合肼还原,从而得到阳离子功能化石墨烯。将制得的产物分别超声剥离分散在DMF、丙酮以及乙醇中,可观察到该功能化石墨烯能稳定分散在此三种有机溶剂中且长期稳定存在。另外,利用XRD、Raman、TEM等手段对产物结构进行表征,结果显示,阳离子水性聚氨酯成功吸附在石墨烯的表面。2.共价法改性石墨烯。先通过2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)与氧化石墨烯反应,再用水合肼还原,制备表面含伯氨基的功能化石墨烯(N-FGNs)。通过XRD、XPS等表征手段对产物结构进行表征,结果表明,2,4.甲苯二异氰酸酯通过与氧化石墨烯上的羟基反应形成的氨基甲酸酯键将-NCO基团连接在其表面,经水合肼还原后的石墨烯表面含有伯氨基。3.氨基功能化石墨烯/聚氨酯复合材料的制备。以PTMG、IPDI、DMPA为原料制备水性聚氨酯预聚体,再将N-FGNs按照不同的比例加入到预聚体中,并用三乙胺中和制备氨基功能化石墨烯／水性聚氨酯复合材料。由TEM、SEM表征可知,氨基功能化石墨烯可均匀的分散在水性聚氨酯中且与水性聚氨酯之间具有优异的相容性。通过对复合材料的力学性能的测试可知氨基功能化石墨烯的加入对水性聚氨酯的拉伸力度和储模能量都有影响,结果显示,随着氨基功能化石墨烯含量的增加,复合材料的拉伸强度明显增强。当N-FGNs的添加量为1wt%时,该复合材料的拉伸强度相对于纯的PU材料提升了77%,储能模量E’提高930%,断裂伸长率仅下降4%。