石墨烯-環(huán)氧樹脂復合材料的制備與性能研究.pdf

1、本文以天然鱗片石墨為原料通過氧化還原法制備了單層,厚度為1 nm的二維碳納米材料石墨烯,并在此基礎上制備了具有高強度二維導電和耐熱性的石墨烯／環(huán)氧樹脂納米復合材料,分析并研究了石墨烯對于環(huán)氧樹脂復合體的電學、力學和熱學等多方面性能的改善效果。
　　 通過化學氧化和物理超聲作用獲得了單層氧化石墨烯,片層厚度為1 nm。傅里葉紅外光譜和X射線衍射證明含氧基團的引入大大增加了石墨的層間距離,導致石墨片層剝離,形成單片層結構；透射電子顯

2、微鏡和原子力顯微鏡的照片顯示氧化還原法獲得了單層結構的氧化石墨烯。紫外-可見光吸收光譜、拉曼光譜和熱失重分析結果表明通過水合肼能夠部分還原氧化石墨烯中的含氧基團,同時利用真空中熱還原,能進一步恢復石墨烯的表面結構,提高其共軛程度,使其電導率和耐熱性得到了較大的提升,同時表面疏水性增強,水合肼部分還原的石墨烯比進一步熱還原的石墨烯具有更好的親水性。
　　 將兩種還原法制備的石墨烯分別用偶聯(lián)劑進行改性,并作為納米填料添加到環(huán)氧樹脂中

3、,獲得功能化處理的石墨烯／環(huán)氧樹脂納米復合材料。測試結果表明,水合肼還原并用烷基偶聯(lián)劑改性的石墨烯／環(huán)氧樹脂復合體的導電和耐熱性能明顯增強,在添加量1.5 wt％時,復合材料電導率提高6個數(shù)量級,拉伸強度和楊氏模量分別提高了91.38％和153.01％,同時玻璃化轉變溫度上升9℃,說明了表面改性的石墨烯與環(huán)氧樹脂基體之間具有良好的相容性和界面結合力。
　　 將不同比例共混的水合肼還原石墨烯和高純碳納米管作為復合納米填充體,制備了