氧化石墨烯對碳纖維表面修飾及其樹脂基復合材料性能.pdf

1、本文通過改進的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碳纖維(CF)表面進行修飾，提高CF及其復合材料性能。
　　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CF進行上漿處理，結果表明:大片層GO(GO1)在CF表面不能均勻分布，導致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增強的環(huán)氧基復合材料層間剪切強度最大值達到47.5 MPa，與GO1-CF、GO0-CF和除漿CF增強的環(huán)氧基復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，通過轉相乳化法制備了GO穩(wěn)定的Pickering乳液，結果表明: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（總質量分數(shù)為主漿料的5％）

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

4、較少，復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環(huán)氧樹脂進行親水化改性，并作為上漿劑成膜劑用來制備水溶性上漿劑。向制備的環(huán)氧水溶性上漿劑里加入GO，對CF進行上漿后制備CF增強的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)復合材料，探討不同質量分數(shù)的GO對CF及CF/ABS復合材料性能的影響。結果表明:GO可以在CF表面均勻分布，單絲拉伸強度較高，復合材料層間剪切性能可達到30.57 MPa，比無GO改性處理的CF/ABS

5、復合材料提高了22.6％。
　　通過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增強聚丙烯(PP)復合材料，結果表明:GO含量對復合材料的拉伸和彎曲強度影響不大;當GO的添加量為0.5 wt％時，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合材料的耐沖擊強度。另外，GO0.5-SCF/GO0.5-PP復合材料具有最高的彎曲、拉伸和耐沖擊強度，相比于SCF/PP分別增加了32.76％、31