石墨烯基材料的氧化程度对碳纤维/环氧树脂复合材料性能的影响

• 作者: 严建龙 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: 石墨烯基材料 氧化程度 复合材料 热性能 力学性能 电性能
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 34-42
• 页数: 9页
• 分类号: TB332
• 字数: 7589字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6043/j.issn.0438-0479.201903021

摘要

利用航空级耐高温环氧树脂(EP)5284作为基体,研究了不同氧基团含量的石墨烯(GR)基材料(GR、还原氧化石墨烯(rGO)、氧化石墨烯(GO))对碳纤维(CF)/EP的热性能、力学性能和电性能的影响.结果表明,GR、rGO和GO均使EP的最大反应放热峰向低温移动,其中以GO对树脂的影响最为显著;同时,GR、rGO和GO的加入均缩短了改性树脂体系达到一定交联程度所需的时间.添加0.2％(质量分数,下同)的rGO和GO对复合材料的玻璃化转变温度有明显的提高,但同样添加0.2％GR未提高复合材料的玻璃化转变温度.添加0.2％GR和0.2％rGO后均降低了复合材料的层间剪切强度,而添加0.2％GO则使复合材料的层间剪切强度提高了约10％.添加0.2％的GR、rGO和GO对CF/EP复合材料的导电性能均有改善作用,其电导率分别为CF/EP的4 倍、5.29 倍和2.88 倍.复合材料的微观形貌分析表明,GO与CF、EP具有更好的相容性,GO在复合材料中与CF、EP形成了结合更为紧密、有效的界面,GR与CF、EP的相容性相对较差,而rGO居中.三者之中,GO有效提高了CF/EP复合材料的层间剪切性能和玻璃化转变温度,但对导电性能而言,rGO的改善作用最为显著.