不饱和树脂石墨烯复合材料制备和性能

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1、不饱和树脂/石墨烯复合材料的制备及性能石沫，陈丹青，陈国华（华侨大学材料科学与工程学院，福建厦门，361021）摘要：本文采用球磨法制备了不饱和聚酯树脂/石墨烯纳米复合材料，并对其力学性能、导电性能进行了研究.结果表明通过球磨，石墨烯微片被剥离成了厚度低于5层的石墨烯，且制备的不饱和聚酯树脂石墨烯复合材料与纯的不饱和聚酯树脂相比，在石墨烯的质量分数为0.5wt%时，复合材料拉伸强度，杨氏模量，弯曲强度均达到最大值，分别提高了54.17%，47.67%和55.2%，最重要的是复合材料的冲击性能基本不受石墨烯加入

2、的影响。复合材料的渗滤阀值为6wt%。关键词：不饱和聚酯树脂；石墨烯；球磨；力学性能中图分类号：文献标志码：APreparationandCharacterizationofunsaturatedpolyesterresin/graphenecompositeSHIMo,CHENDan-qing，CHENGuo-hua(CollegeofMaterialsScienceandEngineering，HuaqiaoUniversity，FujianXiamen361021）Abstract：unsaturate

3、dpolyesterresin(UPR)/graphenenanocompositewaspreparedbyballmillinginthispaperMechanical,conductivitypropertiesandthestructureofthecompositeswerestudied.Itwasfoundthatthegrapheneinthecompositewasfewerthan5layers.Thetensilestrength,Young’smodulusandflexuralst

4、rengthofthecompositeshadthegreatestimprovementattheloadingof0.5wt%whichshowed54.17%,47.67%and55.2%improvement,respectively.Theirimpactstrengthwasnotaffectedbytheloadingofgraphene.Thepercolationthresholdofthenanocompositewas6wt%.Keywords：unsaturatedpolyester

5、resin；graphene；ballmilling；mechanicalproperty不饱和聚酯树脂是(UPR)热固性树脂中使用量最多的，也是现代复合材料技术中最早使用的复合物基体.不饱和树脂具有强度高，质量轻，耐腐蚀，耐疲劳，工艺制作简单，价格低廉等有点，被广泛的应用于建筑、交通运输、造船工业、宇航工具等行业中。不饱和树脂的高的交联度使热固性树脂具有如此良好的性能的同时，也使得不饱和树脂具有硬而脆、冲击性差等缺点，严重影响了热固性树脂的应用.由于纳米粒子具有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应与宏观量子隧

6、道效应等，从而表现出一系列特殊的物理化学性质，为解决这以问题提供了可能性[1-5]。石墨烯是一种碳原子以sp2杂化轨道组成的二维材料，具有许多优异的性能，包括良好的力学性能、高热导率、大的比表面积和优良的电子传输特性。这些优异的性能使它广泛的应用与复合材料的改性中[6-10]。本文选用球磨法将石墨粉剥离成低于5层的石墨烯片，制成复合材料，并对石墨烯含量对复合材料的力学性能，硬度，导电性能，动态力学性能的影响进行了研究。1实验部分1.1实验材料不饱和聚酯树脂，漳州亚邦化学有限公司(912#)；石墨烯微片，厦门凯

7、纳石墨烯技术有限公司(KNG-180,厚度20-100nm)；环烷酸钴，国药集团化学试剂有限公司；过氧化丁酮，上海晶纯生化科技股份有限公司。1.2复合材料的制备将石墨烯微片在90℃的真空干燥箱中干燥24h，取一定量的石墨烯微片与不饱和树脂混合均匀（石墨烯微片的质量分数为0.1~7wt%），并将其混合物装入装有氧化锆磨球的聚四氟乙烯球磨罐中.球磨罐中的300g氧化锆球直径分别为20μm和50μm，其质量比为8：2.将四个体积为100mL的聚四氟乙烯球磨罐置于球磨机中，连续球磨2h.将混合物过滤，取出.在制得的石

8、墨烯不饱和聚酯树脂混合物中分别加入促进剂环烷酸钴和固化剂过氧化甲乙酮，快速机械搅拌2min，室温下抽真空，倒入硅胶模具中，固化成型。1.3性能测试1.3.1力学性能测试本实验采用万能拉力机(CMT6000，深圳三思有限公司)进行拉伸强度和弹性模量的测试.测试的拉伸样品按照GB/T1020-992制备。在拉伸性能测试过程中，设定样品的拉伸速度为2mm/min.1.3.2导电性测试实验前用砂纸将样品打磨