环氧树脂复合材料的制备与力学性能

       通过对氧化石墨热膨胀还原并用超声分散制备了石墨烯，并对所得产物进行分析表征。用超声分散和模具浇注成型法制备了石墨烯／环氧树脂纳米复合材料。研究了石墨烯含量对石墨烯/环氧树脂复合材料力学性能和断面形貌的影响，分析了石墨烯对环氧树脂的增强机理。结果表明，随着石墨烯含量的增加，石墨烯／环氧树脂复合材料的拉伸强度及模量先增加后减小；当石墨烯的质量分数为0.1%时，复合材料的拉伸强度达到最大值60.9MPa，比纯环氧树脂提高了16. 88%；当石墨烯的质量分数为0.506时，复合材料的拉伸模量达到最大值2833.3MPa，比纯环氧树脂提高了48.29%。

       石墨烯作为一种二维的碳纳米结构材料在纳米复合材料、传感器、储氢电容器、纳米电子学和电池等领域甚受关注。石墨烯具有较高的力学性能、良好的生物相容性、优越的电子运输能力和优良的电化学性能。石墨烯在聚合物基体中均匀地分散能够制备出具有优异性能的复合材料。但是由于制备可控石墨烯片层的难度很大，故阻碍了石墨烯的应用和发展。最初的研究是在石墨中进行插层，再通过热膨胀的方法制得石墨纳米薄片，然后用这种石墨烯来改善复合材料的力学性能和电学性能。

       本文采用热膨胀还原氧化石墨的方法，制备了石墨烯纳米片层，并对天然石墨( NG)、氧化石墨(NGO)、膨胀石墨(EG)、石墨烯(GNS)进行表征。再以石墨烯纳米薄片作为增强体制备石墨烯环氧树脂基复合材料，石墨烯在添加量较低情况下就起到明显的增强效果，得到了力学性能优异的复合材料。

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