三维石墨烯预成型体/环氧复合材料的制备及性能研究

发布时间：2021-08-13 23:06

　　近年来,石墨烯／环氧复合材料因在机械性能、导热及导电性能方面表现出的优势,成为相关领域的研究热点。但通常直接混合的石墨烯／环氧复合材料在制备过程中普遍存在着石墨烯片的分散困难及无序性排列等问题,成为制约复合材料性能提高的重要因素,严重限制其在多领域中的广泛应用。针对上述问题,本论文提出将石墨烯片进行预成型处理,共价构建三维石墨烯预成型体（3DGA）宏观材料,作为环氧树脂的增强体,采用树脂传递模塑（RTM）成型方法制备3DGA/环氧复合材料,与直接混合制备的热剥离石墨烯（EG）／环氧复合材料性能形成鲜明的对比。通过研究3DGA的微观孔结构,探索其与3DGA/环氧复合材料的力学、热力学及导电性能之间的构效关系。本研究的主要研究内容主要包括以下方面：（1）采用RTM方法制备3DGA/环氧复合材料,与直接混合法制备的EG/环氧复合材料的性能进行对比。结果表明,当EG含量为0.10 wt%时,EG/环氧复合材料性能较佳,继续增加EG含量至0.20 wt%,复合材料的性能反而降低；但较高增强体含量（0.20 wt%）的3DGA/环氧复合材料的拉伸、弯曲、压缩热稳定性相对于EG/环氧复合材料具有显著... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
学位论文的主要创新点
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源及研究目的和意义
    1.2 碳纳米材料—石墨烯
        1.2.1 石墨烯的性质
        1.2.2 石墨烯的制备方法
        1.2.3 石墨烯的应用
    1.3 石墨烯/环氧树脂复合材料的研究
        1.3.1 环氧树脂的简介
        1.3.2 复合材料的制备
        1.3.3 复合材料的性能
    1.4 三维石墨烯结构体的研究进展
        1.4.1 三维石墨烯结构体的制备
        1.4.2 三维石墨烯结构体的应用领域
    1.5 本课题的选题背景、意义及研究内容
第二章 实验材料及实验方法
    2.1 实验材料及设备
        2.1.1 实验原料及试剂
        2.1.2 实验设备
    2.2 氧化石墨及热剥离石墨烯的制备
    2.3 热剥离石墨烯/环氧树脂复合材料的制备
    2.4 三维石墨烯预成型体的构建及热处理
    2.5 三维石墨烯预成型体/环氧复合材料的制备
    2.6 表征方法
        2.6.1 纳米材料的表征
        2.6.2 三维石墨烯形貌及结构表征
        2.6.3 三维石墨烯预成型体/环氧复合材料的表征
第三章 RTM法制备三维石墨烯预成型体/环氧复合材料的性能研究
    3.1 三维石墨烯预成型体的结构与形貌分析
    3.2 复合材料断面结构
    3.3 复合材料力学性能
    3.4 复合材料的热稳定性
    3.5 本章小结
第四章 三维石墨烯预成型体的微观孔结构与复合材料性能的构效关系
    4.1 三维石墨烯预成型体孔径对复合材料性能的影响
        4.1.1 氧化石墨烯的粒径变化
        4.1.2 三维石墨烯预成型体的微观孔径调控
        4.1.3 复合材料的力学性能
        4.1.4 复合材料的热稳定性
    4.2 三维石墨烯预成型体网络结构对复合材料导电性能的影响
        4.2.1 热处理三维石墨烯预成型体的结构
        4.2.2 热处理三维石墨烯预成型体的形貌
        4.2.3 热处理三维石墨烯预成型体与环氧树脂的相容性
        4.2.4 热处理三维石墨烯预成型体/环氧复合材料的力学性能
        4.2.5 热处理三维石墨烯预成型体/环氧复合材料的导电性能
    4.3 三维石墨烯预成型体/环氧复合材料的结构机制
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
论文及参加科研情况
致谢



本文编号：3341296