氧化石墨烯改性碳纤维/环氧树脂复合材料的湿热性能及微观形貌

• 作者: 刘文军 严建龙 周川 李伟东 周玉敬 邱虹 白华 胡晓兰
• 来源期刊: 复合材料学报
• 关键词: 氧化石墨烯 碳纤维 树脂基复合材料 湿热性能 微观形貌
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 树脂基复合材料|Resin Matrix Composite
• 页码范围: 1416-1425
• 页数: 10页
• 分类号: TB332
• 语种: 中文
• DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20200923.001

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/EP)复合材料,研究了 GO在室温干态及湿热处理后对CF/EP复合材料动态热力学性能和层间剪切性能的影响,并通过微观形貌分析了复合材料的改性机制.结果表明,当GO添加量分别为0.5％和0.8％时,GO-CF/EP复合材料的玻璃化转变温度(Tg)得到明显提高,由CF/EP复合材料的184.4℃分别提高到197.7℃和199.5℃;GO-CF/EP复合材料经湿热处理后,GO-CF/EP复合材料的Tg的保持率比CF/EP略低.GO添加量分别为0.05％和0.1％时,GO-CF/EP复合材料的层间剪切强度由CF/EP复合材料的59.7 MPa分别提高到70.2MPa和72.2MPa;GO-CF/EP复合材料进行湿热处理后,GO添加量为0.05％的GO-CF/EP复合材料和GO添加量为0.1％的GO-CF/EP复合材料层间剪切强度较CF/EP复合材料高,但GO-CF/EP复合材料的湿热后层间剪切强度保持率均低于CF/EP复合材料.力学损耗分析表明,GO有效提高了 CF与EP基体间的界面黏结作用.微观形貌分析表明,GO的存在可有效分散裂纹能量并使裂纹发生偏转,使GO-CF/EP复合材料抵抗裂纹扩展的能力提高.