層層組裝制備石墨烯基復(fù)合材料及其性能研究.pdf

1、在現(xiàn)代先進(jìn)材料的探索與開發(fā)中，研究者們不斷嘗試著進(jìn)一步提高材料的力學(xué)性能，然而在增強(qiáng)材料強(qiáng)度的同時，卻往往會損害材料一部分的韌性。大自然中有許多生物材料兼具優(yōu)良的強(qiáng)度和韌性，通過研究這些材料的結(jié)構(gòu)，可以獲得很多優(yōu)秀的設(shè)計靈感，從而得以制備綜合力學(xué)性能優(yōu)異的復(fù)合材料。
　　本文采用層層組裝法，采用氧化石墨烯（GO）和兩種苯乙烯類樹脂（SEBS和MA-SEBS）制備了仿生層層組裝復(fù)合膜。實(shí)驗(yàn)考察了這兩種層層復(fù)合膜的力學(xué)性能，并對復(fù)合膜

2、的結(jié)構(gòu)和界面作用力進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在GO/SEBS復(fù)合膜中，GO片材與樹脂之間易形成“互扣”結(jié)構(gòu)，這種物理界面作用使GO片材的高強(qiáng)高模得以充分發(fā)揮，因此復(fù)合膜的斷裂拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率分別提升了約50%和25%，強(qiáng)度和韌性同時得到了增強(qiáng)。對于GO/MA-SEBS層層復(fù)合膜，GO片材主要通過與 MA-SEBS樹脂間形成化學(xué)界面作用來增強(qiáng)復(fù)合膜的力學(xué)性能。當(dāng)GO氧化程度較高時，化學(xué)界面作用較強(qiáng)，GO/MA-SEBS層層復(fù)合膜的力學(xué)性能

3、也隨之增強(qiáng)。由此發(fā)現(xiàn)，在制備層層復(fù)合材料時，應(yīng)充分考慮物理和化學(xué)兩種界面的影響，從而使材料獲得最大化的增強(qiáng)增韌效果。
　　本文還通過仿生塞內(nèi)加爾多鰭魚魚鱗結(jié)構(gòu)，制備了剛性層-彈性層-纖維層三層結(jié)構(gòu)組裝的防刺復(fù)合材料。剛性層為高無機(jī)含量的GO膜，由真空輔助自組裝法和絡(luò)合吸附組裝法來制備，GO片材與有機(jī)材料組成“磚-漿”結(jié)構(gòu)，主要目的是提高復(fù)合材料的外層硬度。彈性層為有機(jī)/無機(jī)雜化材料，由苯乙烯類樹脂和聚氨酯分別引入石墨微片和 GO制