石墨烯微片增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料性能研究.pdf

1、本研究通過(guò)超聲處理與機(jī)械剪切結(jié)合的分散方法，制備了機(jī)械剝離氧化石墨而得的石墨烯微片增強(qiáng)的聚醚胺(T403)與脂環(huán)胺(DMDC)固化的Epon828環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。應(yīng)用掃描電子顯微鏡(SEM)、高分辨透射電子顯微鏡(HTEM)、X射線(xiàn)衍射法(XRD)對(duì)GNPs微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。并對(duì)其增強(qiáng)的復(fù)合材料力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能、熱穩(wěn)定性能、線(xiàn)寸穩(wěn)定性、氣體阻隔性以及微摩擦行為進(jìn)行了研究。GNPs的加入使其環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彈性模量有所提

2、高。但是彎曲與沖擊強(qiáng)度均有所下降。GNPs對(duì)材料的導(dǎo)熱與熱穩(wěn)定性能的也有所提高，同時(shí)制得的復(fù)合材料的N2透過(guò)率下降。靜態(tài)熱膨脹實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明GNPs的加入使材料的線(xiàn)性熱膨脹系數(shù)在玻璃化溫度以下有降低的趨勢(shì)。微摩擦試驗(yàn)表明，GNPs的加入使環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的摩擦系數(shù)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(huán)氧樹(shù)脂之間界面性差，對(duì)GNPs進(jìn)行表面接枝聚合物以改善其在樹(shù)脂中的浸潤(rùn)效果。首先利用GNPs

3、表面羥基與硅烷偶聯(lián)劑縮合反應(yīng)，其次通過(guò)原子轉(zhuǎn)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(yīng)用SEM與TEM、紅外光譜(FIR)、XRD與X射線(xiàn)光電子光譜(XPS)分析了化學(xué)接枝前后GNPs的微觀結(jié)構(gòu)變化。然后將表面接有PMMA與PGMA的GNPs分別加入到環(huán)氧樹(shù)脂中，研究它們對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料力學(xué)性能與、熱穩(wěn)定性、和尺寸穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，表面接枝PMMA