原位制備還原氧化石墨烯增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料及其形狀記憶性能

張志毅, 張 煥, 壽金泉, 孫友誼, 劉亞青

(中北大學(xué)山西省高分子復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心,山西太原 030051)

原位制備還原氧化石墨烯增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料及其形狀記憶性能

張志毅, 張 煥, 壽金泉, 孫友誼, 劉亞青

(中北大學(xué)山西省高分子復(fù)合材料工程技術(shù)研究中心,山西太原 030051)

采用原位法制備不同含量還原氧化石墨烯(rGO)/環(huán)氧樹脂(EP)復(fù)合材料。研究rGO含量對rGO/EP復(fù)合材料力學(xué)性能和形狀記憶性能的影響。結(jié)果表明,通過溶劑熱還原,填充到環(huán)氧樹脂單體中的GO原位還原成rGO,并可均勻分散在EP基體中。該復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彈性模量和儲能模量均隨rGO含量增加呈先升后降態(tài)勢,在w(rGO)＝0.2%(相對于環(huán)氧樹脂的質(zhì)量而言)時(shí)相對最大；隨著rGO含量增加,復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨之增加。當(dāng)w(rGO)＝0.6%時(shí),玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg相對純環(huán)氧樹脂提高約45℃,達(dá)到102℃,熱穩(wěn)定性顯著提高。相應(yīng)的復(fù)合材料具有良好的形狀記憶性能,變形可以完全恢復(fù),且rGO/EP復(fù)合材料相對純環(huán)氧樹脂具有更高的形狀固定率與形狀恢復(fù)溫度。

還原氧化石墨烯；環(huán)氧樹脂；原位制備；力學(xué)性能；形狀記憶

1 前言

自20世紀(jì)70年代,美國國家航空航天局對不同牌號聚乙烯輻射交聯(lián)后的記憶性能進(jìn)行詳細(xì)研究以來,形狀記憶聚合物層出不窮,先后發(fā)現(xiàn)了聚降冰片烯、反式聚異戊二烯、苯乙烯、丁二烯共聚物、聚氨酯和環(huán)氧樹脂等［1-6］。熱固性形狀記憶環(huán)氧樹脂是20世紀(jì)90年代新發(fā)展起來的形狀記憶材料；相對其它形狀記憶聚合物,具有較高比模量(或比強(qiáng)度)及良好循環(huán)熱機(jī)械力學(xué)性能,其形狀記憶穩(wěn)定性與恢復(fù)力相對較高,因而成為形狀記憶聚合物未來研究的主要方向之一［6］。……