微波调控石墨烯-碳纳米管协同增强聚氨酯损伤自修复研究

发布时间：2019-06-04 16:18

【摘要】：首先采用溶液共混法制备出石墨烯-碳纳米管(G-CNT)/聚氨酯(TPU)复合材料,然后通过拉伸实验及扫描电子显微镜(SEM)表征来考察该材料的拉伸强度和微波自修复特性,并从力学及材料与微波之间的相互作用等角度对其拉伸强度增强和微波修复机理进行研究.结果表明:在拉伸强度方面,与单一的石墨烯或CNT增强TPU相比,G-CNT之间形成的协同效应使TPU拉伸强度得到进一步提高,当石墨烯和CNT的质量比为3∶1时,G-CNT/TPU抗拉强度较纯TPU提高了67%,较G/TPU提高了18%,较CNT/TPU提高了25%;在材料裂纹的微波修复方面,石墨烯和CNT之间的协同效应使TPU材料自修复效果得到有效提高,当石墨烯和CNT的质量比为3∶1时,G-CNT/TPU修复效果达到最高值117%.
[Abstract]:Graphene-carbon nanotube (G-CNT) / polyurethane (TPU) composites were prepared by solution blending. Then the tensile strength and microwave self-repair properties of the material were investigated by tensile test and scanning electron microscope (SEM) characterization. The mechanism of tensile strength enhancement and microwave repair was studied from the point of view of mechanics and the interaction between material and microwave. The results show that in terms of tensile strength, compared with single graphene or CNT enhanced TPU, the synergistic effect between G-CNT further improves the tensile strength of TPU. When the mass ratio of graphene to CNT is 3: 1, The tensile strength of G-CNT/TPU was 67% higher than that of pure TPU, 18% higher than that of G/TPU and 25% higher than that of CNT/TPU. In the aspect of microwave crack repair, the synergistic effect between graphene and CNT effectively improves the self-repair effect of TPU materials. when the mass ratio of graphene to CNT is 3: 1, the repair effect of G-CNT/TPU reaches the highest value of 117%.
【作者单位】： 太原理工大学力学学院;
【基金】：国家自然科学基金(基金号11402160,21501129)资助项目
【分类号】：TB332

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