氧化石墨烯對(duì)碳纖維表面修飾及其樹脂基復(fù)合材料性能.pdf

1、本文通過(guò)改進(jìn)的Hummers方法成功制備了氧化石墨烯(GO)水性懸浮液，并分別通過(guò)環(huán)氧樹脂乳液上漿劑、Pickering乳液上漿劑、環(huán)氧水溶性上漿劑以及物理沉積工藝對(duì)碳纖維(CF)表面進(jìn)行修飾，提高CF及其復(fù)合材料性能。
　　采用離心分離法制備的不同尺寸GO片層，分別添加到環(huán)氧乳液型上漿劑中，并對(duì)CF進(jìn)行上漿處理，結(jié)果表明:大片層GO(GO1)在CF表面不能均勻分布，導(dǎo)致CF的后加工性能較差;小片層GO(GOs)在CF表面能夠均勻

2、有序的分布，GOs-CF具有較好的后加工性能。GOs-CF增強(qiáng)的環(huán)氧基復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度最大值達(dá)到47.5 MPa，與GO1-CF、GO0-CF和除漿CF增強(qiáng)的環(huán)氧基復(fù)合材料相比分別增加了14.9％、21.8％和39.5％。
　　以環(huán)氧樹脂為主漿料，GO與表面活性劑共同作為乳化劑，通過(guò)轉(zhuǎn)相乳化法制備了GO穩(wěn)定的Pickering乳液，結(jié)果表明:辛烷基苯酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇單油酸脂和十二烷基苯磺酸鈉（總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為主漿料的5％）

3、質(zhì)量比為65∶25∶10、小尺寸GO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為主漿料的0.3％、pH為6、攪拌速率8500 r/min時(shí)，制備得到的Pickering乳液穩(wěn)定性最好。用Pickering乳液上漿劑對(duì)CF進(jìn)行上漿，結(jié)果顯示GO片均勻附著在CF表面，CF增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度值為44.67 MPa，分別比普通環(huán)氧乳液上漿和除漿的CF增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料增加了11.26％和31.19％，復(fù)合材料斷裂面上CF與基體樹脂之間結(jié)合密實(shí)、無(wú)孔洞、拔出的纖維

4、較少，復(fù)合材料界面性能得到了顯著改善。
　　采用二乙醇胺作為改性劑對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行親水化改性，并作為上漿劑成膜劑用來(lái)制備水溶性上漿劑。向制備的環(huán)氧水溶性上漿劑里加入GO，對(duì)CF進(jìn)行上漿后制備CF增強(qiáng)的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)復(fù)合材料，探討不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的GO對(duì)CF及CF/ABS復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明:GO可以在CF表面均勻分布，單絲拉伸強(qiáng)度較高，復(fù)合材料層間剪切性能可達(dá)到30.57 MPa，比無(wú)GO改性處理的CF/ABS

5、復(fù)合材料提高了22.6％。
　　通過(guò)物理沉積方法使短切CF(SCF)表面附著GO，并用擠出共混與注塑工藝制備SCF增強(qiáng)聚丙烯(PP)復(fù)合材料，結(jié)果表明:GO含量對(duì)復(fù)合材料的拉伸和彎曲強(qiáng)度影響不大;當(dāng)GO的添加量為0.5 wt％時(shí)，其在SCF表面分布均勻且不發(fā)生聚集，能夠顯著提高納米復(fù)合材料的耐沖擊強(qiáng)度。另外，GO0.5-SCF/GO0.5-PP復(fù)合材料具有最高的彎曲、拉伸和耐沖擊強(qiáng)度，相比于SCF/PP分別增加了32.76％、31