石墨烯微片增強環氧樹脂復合材料性能研究.pdf

1、本研究通過超聲處理與機械剪切結合的分散方法，制備了機械剝離氧化石墨而得的石墨烯微片增強的聚醚胺(T403)與脂環胺(DMDC)固化的Epon828環氧樹脂復合材料。應用掃描電子顯微鏡(SEM)、高分辨透射電子顯微鏡(HTEM)、X射線衍射法(XRD)對GNPs微觀結構進行了分析。并對其增強的復合材料力學性能和導熱性能、熱穩定性能、線寸穩定性、氣體阻隔性以及微摩擦行為進行了研究。GNPs的加入使其環氧樹脂復合材料的拉伸強度和彈性模量有所提

2、高。但是彎曲與沖擊強度均有所下降。GNPs對材料的導熱與熱穩定性能的也有所提高，同時制得的復合材料的N2透過率下降。靜態熱膨脹實驗結果表明GNPs的加入使材料的線性熱膨脹系數在玻璃化溫度以下有降低的趨勢。微摩擦試驗表明，GNPs的加入使環氧樹脂復合材料的摩擦系數和體積磨損量均有所降低，有助于提高材料的耐磨擦性能。
　　 未改性GNPs與環氧樹脂之間界面性差，對GNPs進行表面接枝聚合物以改善其在樹脂中的浸潤效果。首先利用GNPs

3、表面羥基與硅烷偶聯劑縮合反應，其次通過原子轉移自由基聚合法(ATRP)在GNPs表面分別成功接枝了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，和聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)。應用SEM與TEM、紅外光譜(FIR)、XRD與X射線光電子光譜(XPS)分析了化學接枝前后GNPs的微觀結構變化。然后將表面接有PMMA與PGMA的GNPs分別加入到環氧樹脂中，研究它們對環氧樹脂復合材料力學性能與、熱穩定性、和尺寸穩定性的影響。結果表明，表面接枝PMMA