碳纳米管石墨烯杂化材料改性环氧树脂研究.pdf

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1、第43卷，第3期工程塑料应用Vo1．43，No．3，‘2015年3月ENGINEERINGPLASTICSAPPLICATIONMar．2015—doi：lO．3969~．issn．1001-3539．2015．03．005碳纳米管／石墨烯杂化材料改性环氧树脂研究音。吴俊青，俞科静，钱坤(江南大学生态纺织教育部重点实验室，江苏无锡214122)摘要：采用物理法和化学多步法合成了碳纳米管／石墨烯杂化材料，通过红外光谱表征证明杂化材料的成功合成，通过沉淀实验表明化学多步法合成的碳杂化材料具有良好的分散性和分散稳定性。将碳纳米杂化材料按照质量分数0_3％添加到环

2、氧树脂(EP)中制备复合材料，对复合材料的拉伸强度和断裂韧性进行表征，并通过扫描电子显微镜对复合材料的断面进行表征。结果表明，碳纳米管／石墨烯杂化材料对EP的增强增韧效果较好，尤其是化学多步法合成的杂化材料改性EP复合材料，其拉伸强度最大，曲线积分面积最大，弹性模量最小，韧性最好。这可能要归因于化学多步法合成的杂化材料具有更为稳定的三维结构，可以更好地承担和转移外部载荷。关键词：碳纳米管；石墨烯；杂化材料；环氧树脂；增强增韧中图分类号：TQ317文献标识码：A文章编号：1001．3539(2015)03．0025．05StudyonEpoxyResinCo

3、mpositesModifiedwithCarbonNanotubes／GrapheneHybridMaterialsWuJunqing，YuKejing，QianKun(KeyLaboratoryofEco—textiles，MinistryofEducation，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：Thesuccessfulpreparationofhybridmaterialsthroughphysicalandmulti-stepmethodswerecharacterizedbyFTIR．Th

4、esedimentationtestsprovedthatthehybridmaterials(multi-step)hadexcellentdispersionanddispersionstability．Theepoxyresin(EP)compositeswerepreparedbyaddingO_3％contentofcarbonnanomaterialsintoEP．Thetensilestrengthandtensiletoughnessweretestedbytensileexperiment．Andthenthemicromorpholog

5、yoffracturesurfaceofEPcompositeswascharacterizedbyscanningelectronmicroscope．Theresultsindicatethatbothhybridmaterialshavestrengtheningandtoughnessefect，especiallyEPcompositeswithmulti-stephybridmaterialshavethebiggesttensilestrengthandtensiletoughnesswithbigintegralareaandsmalles

6、telasticitymodulus．Thereasonsmaybeattributedtothatthemulti—stephybridmaterialshavemorestablenanostructuretohelpEPtoundertakeandtransfermoreexternalload．Keywords：carbonnanotubes；graphene；hybridmaterial；epoxyresin；strengtheningandtoughening碳纳米材料改性聚合物复合材料具有优异的的应用有极为广泛的前景。热学、电学和力学性能，有

7、着非常广泛的应用。这是环氧树脂(EP)作为一种重要的工程聚合物，因碳纳米材料如碳纳米管(CNTs)、碳纳米纤维、石因在结构材料、防腐涂料和阻燃材料嘲方面广泛墨烯特殊的纳米结构和优异的性能可以有效提高聚的应用使其成为研究的热点。但由于EP固化后合物复合材料的物理力学性能和电学性能等o-3]。交联密度高，其固化物强度低、韧性差，这些不足CNTs由1T键共轭形成的六边形碳环组成，中空无在一定程度上限制了它在工程上的应用[101~梁叔缝管状结构使其具有较低的密度和良好的结构稳定全等[1研究了EP／CNTs复合材料，发现加入适性，同时管状结构使其呈现很好的韧性，但是

8、CNTs量CNTs可有效提高EP复合材料的力学强度，其彼此之间较强