石墨烯增强mc尼龙复合材料的力学和摩擦学性能

《石墨烯增强mc尼龙复合材料的力学和摩擦学性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第11卷第2期长沙理工大学学报(自然科学版)Vo1．11No．22014年6月JournalofChangshaUniversityofScienceandTechnology(NaturalScience)Jun．2O14文章编号：1672—9331(2014)02—0092—06石墨烯增强MC尼龙复合材料的力学和摩擦学性能龙春光，申超，曹太山(长沙理工大学汽车与机械工程学院，湖南长沙410004)摘要：采用原位聚合法制备了石墨烯／MC尼龙(MCPA)复合材料。使用x射线衍射仪(XRD)和傅立叶红外光谱仪(FT—IR)对石墨烯的结构进行表征，研究了石墨烯含量对复合材料的力学和摩擦学

2、性能的影响。研究结果表明，添加0．o5％的石墨烯可以使MC尼龙复合材料的拉伸强度、弹性模量、弯曲强度和弯曲模量分别提高了17．4，14．7，17．5，24．3；在干摩擦条件下，将石墨烯添加到MC尼龙中，能显著降低复合材料的磨损量，但复合材料的摩擦系数变化不明显；随着石墨烯含量的增加，石墨烯／MC尼龙复合材料的磨损机理由粘着磨损转变成疲劳磨损。关键词：石墨烯；MC尼龙；力学性能；摩擦学性能中图分类号：TB323．6文献标识码：AMechanicalandtribologicalpropertiesofMCnyloncompositesreinforcedbygrapheneLONGCh

3、un—guang，SHENChao，CAOTai—shan(SchoolofAutomobileandMechanicalEngineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha410004，China)Abstract：Monomercastingnyloncompositesreinforcedbydifferentproportionsofgra—phene(MCPA)werepreparedbyinsitupolymerizationandthestructuresofgrapheneoxide(G())and

4、reducedgrapheneoxide(rGO)wascharacterizedbyXRDandFT—IR．Theme—chanicalandtribologiealpropertiesofMCPAcompositewerealsotested．Resultsshowedwhenthecontentofgraphenewas0．05，thetensilestrength。elasticmodulus．bendingstrengthandbendingmoduluswereincreasedby17．4，14．7，17．5and24．3V0，respec—tively．Underdr

5、ysliding，theabrasionlossofcompositeswaslargelyreduced，butthefric—tioncoefficientwasnotimprovedobviously．Thewornmechanismofthecompositeshasbeenchangedfromadhesiveweartofatiguewearwiththeincreasingofgraphenecontent．Keywords：graphene；monomercastingnylon；mechanicalproperties；tribologicalproper—ties

6、石墨烯是一种多功能无机填料，自从2004年因其高导电性、高耐热性和优异力学性能而引人Novoselov和他的同事发现石墨烯以来，石墨烯便注。与富勒烯和碳纳米管材料相比，石墨烯收稿日期：2014—02—27基金项目：国家科技部国际合作专项资助项目(2013DFG52800)作者简介：龙春光(1965一)，男，湖南溆浦人，长沙理工大学教授，主要从事复合材料及其摩擦学方面的研究。第11卷第2期龙春光，等：石墨烯增强MC尼龙复合材料的力学和摩擦学性能93制备原料易得且价格低廉，适用于制备聚合物纳墨L1引。将3g石墨、1．5gNaNO3和69mL浓米复合材料[2]。如：Rafiee等[3采用溶

7、液共混法HSO加入到三口烧瓶中搅拌15min，再缓慢加制备了功能化石墨烯／环氧树脂复合材料，当石墨入9gKMnO，冰浴条件下磁力搅拌2h；然后在烯的添加量为0．1259／6时，复合材料的拉伸强度和35℃水浴中搅拌反应30min，缓慢加入140mL杨氏模量分别比纯环氧树脂提高了45和5O；去离子水；再于98℃反应15min，加入420mL去张灵英等采用共混法制备了石墨烯／尼龙6复离子水和30mLH：0。，趁热过滤，用5盐酸洗合材料，研究发现石墨烯的加入能够使