低浓度氧化石墨烯改性环氧树脂基碳纤维层合板的拉伸性能

发布时间：2021-06-01 20:52

　　将氧化石墨烯（GO）均匀分散到环氧树脂（EP）中,采用真空辅助树脂传递模塑成型的工艺方法制备增强碳纤维（CF）复合材料,研究常温下不同浓度（质量分数为0、0.03%、0.07%和0.10%）GO改性EP/CF层合板的抗拉性能和微观胶联性能,探究低浓度GO对CF增强复合材料力学性能明显改善的阈值。实验结果表明:GO对CF增强环氧复合材料的性能有明显改善作用,与纯环氧基CF层合板相比,随着GO浓度增加,其抗拉性能随之增强;GO官能团可以提高EP基体与CF的结合程度,通过扫描电镜观察到加入GO的层合板中CF与EP的黏结更加紧密,使得啮合效果更强,从而提高了复合材料层合板的拉伸强度;低浓度GO改性下,当GO的质量分数达到0.07%时,层合板的力学性能得到明显改善。 

【文章来源】：高压物理学报. 2020,34(06)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1 层合板制作流程

由图3中试件的应力-应变曲线可见，4种GO浓度材料的拉伸强度是随着GO含量的增加而增加的。其中，与不含GO材料相比，GO质量分数为0.03%、0.07%和0.10%GO的EP/CF层合板的拉伸强度分别提高了12.05%、35.90%和56.89%。结合图4试件断裂时的最大载荷可见，当GO的质量分数达到0.07%时，试件的抗拉性能明显提升。加入GO会使材料内部产生更强的相互作用力。当GO的质量分数达到0.10%时，无论是分散液还是复合材料层合板均未发生明显的团聚效应，其力学性能仍在持续提升，说明该浓度并未达到GO团聚效应导致材料性能减弱的极限点。图3中4条曲线的弹性变形阶段整体趋势为线性，破坏形式大致相同，均为脆性破坏，拉伸模量在该浓度范围内提升效果并不明显。载荷达到试件可承受的最大拉力之前，曲线出现几次轻微下降，说明此时材料内部已经发生断裂破坏，但材料仍可继续承载，直至试件完全破坏载荷骤减至零。图3 4种试件的应力-应变曲线

4种试件的应力-应变曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]首款量产碳纤维复合材料汽车面世[J].   高科技纤维与应用. 2013(05)
[2]氧化石墨烯/二氧化硅协同改性环氧树脂复合材料的制备及表征[J]. 李善荣,陆绍荣,凌日华,袁正凯,祁博.  高分子材料科学与工程. 2013(06)
[3]石墨烯改性环氧树脂/碳纤维复合材料拉伸性能的研究[J]. 陈建剑,俞科静,钱坤,曹海建,郏余晨.  化工新型材料. 2012(09)
[4]环氧树脂/氧化石墨纳米复合物的等温固化行为研究[J]. 仇士龙,王玉婷,王成双,袁钻如,黄玉安,谢鸿峰,程镕时.  高分子学报. 2012(01)



本文编号：3210130