三維石墨烯預(yù)成型體-環(huán)氧復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、近年來(lái)，石墨烯/環(huán)氧復(fù)合材料因在機(jī)械性能、導(dǎo)熱及導(dǎo)電性能方面表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)，成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但通常直接混合的石墨烯/環(huán)氧復(fù)合材料在制備過(guò)程中普遍存在著石墨烯片的分散困難及無(wú)序性排列等問(wèn)題，成為制約復(fù)合材料性能提高的重要因素，嚴(yán)重限制其在多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。針對(duì)上述問(wèn)題，本論文提出將石墨烯片進(jìn)行預(yù)成型處理，共價(jià)構(gòu)建三維石墨烯預(yù)成型體(3DGA)宏觀材料，作為環(huán)氧樹(shù)脂的增強(qiáng)體，采用樹(shù)脂傳遞模塑(RTM)成型方法制備3DGA/環(huán)氧復(fù)合材

2、料，與直接混合制備的熱剝離石墨烯(EG)/環(huán)氧復(fù)合材料性能形成鮮明的對(duì)比。通過(guò)研究3DGA的微觀孔結(jié)構(gòu)，探索其與3DGA/環(huán)氧復(fù)合材料的力學(xué)、熱力學(xué)及導(dǎo)電性能之間的構(gòu)效關(guān)系。本研究的主要研究?jī)?nèi)容主要包括以下方面:
　　(1)采用RTM方法制備3DGA/環(huán)氧復(fù)合材料，與直接混合法制備的EG/環(huán)氧復(fù)合材料的性能進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，當(dāng)EG含量為0.10 wt％時(shí)，EG/環(huán)氧復(fù)合材料性能較佳，繼續(xù)增加EG含量至0.20 wt％，復(fù)合材料的

3、性能反而降低;但較高增強(qiáng)體含量(0.20 wt％)的3DGA/環(huán)氧復(fù)合材料的拉伸、彎曲、壓縮熱穩(wěn)定性相對(duì)于EG/環(huán)氧復(fù)合材料具有顯著的優(yōu)勢(shì)，甚至至少提高了一倍以上。這充分說(shuō)明了本研究思路的可行性。
　　(2)減小石墨烯片的粒徑，構(gòu)建孔徑不斷縮小的3DGA，研究3DGA的孔徑對(duì)復(fù)合材料性能的影響。當(dāng)3DGA的孔徑由幾十微米減小到幾微米，3DGA在復(fù)合材料中的含量由0.19 wt％增加到0.58 wt％，3DGA/環(huán)氧復(fù)合材料的性能持