水辅混炼挤出聚苯乙烯/氧化石墨烯纳米复合材料的微观结构及流变与热性能

采用自主设计的水辅混炼挤出设备,制备3种氧化石墨烯(GO)含量(0.1%、0.3%、0.5%,质量分数,下同)的聚苯乙烯(PS)/GO纳米复合材料,观察样品的微观结构,测试其流变性能和热性能。结果表明,GO被较好剥离且呈网状较均匀地分散在PS基体中,这主要归因于螺杆混炼流场不断细化PS熔体中的GO悬浮液以及水对熔体的塑化和溶胀效应促进PS分子链插层进入GO片层之间的共同作用;低频区PS/GO样品的储能模量、复数黏度和松弛时间均比纯PS样品的高,这是因为较均匀分散的网状GO片与PS之间形成较强的分子间作用力,降低了PS分子链的活动性;PS/GO样品的热稳定性比纯PS样品的高,这归因于GO片在PS基体中呈网状分布和GO表面存在π键。