氧化石墨烯改性高温环氧树脂基碳纤维复合材料的 热性能与力学性能

• 作者: 代少伟 刘文军 周川 周玉敬 张莹 李伟东 白华 胡晓兰 邱虹
• 来源期刊: 厦门大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 氧化石墨烯 碳纤维 树脂基复合材料 热性能 力学性能 微观形貌
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 324-332
• 页数: 9页
• 分类号: TB332
• 字数: 5472字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6043/j.issn.0438-0479.201806009

摘要

采用湿法预浸技术和模压工艺制备了氧化石墨烯(GO)改性碳纤维/环氧树脂(CF/E54-DDS)复合材料,利用差示扫描量热(DSC)分析、动态热机械分析(DMTA)、超声波C扫描等研究了GO对复合材料的热固化性能、凝胶工艺性能、动态热机械性能以及抗冲击损伤性能的影响.结果表明:GO结构中的羟基和羧基会促进改性树脂体系的固化反应,加快GO/E54-DDS的固化反应进程.在GO添加量(质量分数)小于0.5％ 时,GO的活性基团可增加改性树脂体系的交联密度,从而提高复合材料的玻璃化转变温度;但GO添加量大于0.8％ 时,会因DDS在固化网络结构中比例的大幅下降,反而降低复合材料的玻璃化转变温度.微观形貌分析显示GO/CF/E54-DDS预浸料比CF/E54-DDS预浸料表现出更好的浸润效果.CF/E54-DDS复合材料被破坏后CF表面光洁,破坏主要发生在CF与树脂基体的界面;而GO/CF/E54-DDS复合材料被破坏后,CF表面紧密黏附着GO/E54-DDS固化物,破坏主要发生在CF织物层间的GO/E54-DDS区域.冲击后压缩强度测试表明GO的存在提高了GO/CF/E54-DDS复合材料抵抗横向裂纹和纵向裂纹扩展的能力,减小了复合材料的损伤投影面积和裂纹凹坑深度,提高了冲击后压缩强度.