纳米Si O2/石墨烯-阻燃环氧树脂复合材料的制备及性能研究

• 作者: 田时开
• 来源期刊: 功能材料
• 学科: 工学
• 关键词: 纳米SiO2 氧化石墨烯 环氧树脂 阻燃性能
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 研究·开发
• 页码范围: 52-56
• 页数: 5页
• 分类号: TQ323.5
• 字数: 4571字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-9731.2020.06.008

摘要

以环氧树脂(EP)作为基体材料,采用溶胶-凝胶法和表面改性工艺制备了基于氧化石墨烯和纳米SiO2组成的新型石墨烯基杂化材料(r-SGO),并进一步制备了纳米SiO2/石墨烯-阻燃环氧树脂复合材料(r-SGOn/EP).利用FT-IR光谱、Raman光谱和SEM等手段,分析了复合材料的化学结构、微观形貌和界面结合性能,研究了不同含量的r-SGO对复合材料的机械性能、热稳定性和阻燃性能的影响.结果表明,大量的SiO2通过共价键成功地吸附在GO表面;r-SGO能够均匀地分散在环氧树脂基体中,环氧树脂与纳米材料界面间有很强的相互作用,引入的r-SGO增加了环氧树脂网络的交联密度,提高了复合材料的热稳定性;随着r-SGO含量的增加,r-SGOn/EP复合材料的综合性能提高.r-SGO1.5/EP复合材料的玻璃化转变温度为199℃,抗拉强度为71 MPa,导热系数为0.29 W/(m·K),初始降解温度为345℃,最大降解温度为453℃.r-SGO1.5/EP的最大质量损失率低于r-SGO0.5/EP,热稳定提高.r-SGO1.5/EP复合材料的最大极限氧指数(LOI)值为30.5％,r-SGOn/EP复合材料通过燃烧过程可以转变为具有较高热氧化稳定性和高径厚比的SiO2纳米片,其片层具有良好的吸附性和阻隔功能,能够有效地发挥层状结构的阻燃作用.