含碳纳米管/石墨烯混合物的环氧复合材料特性研究

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本文研究了碳纳米管与石墨烯材料（氧化石墨烯和石墨烯纳米片）不同质量比混合物作为填料对环氧树脂的改性效果。分析了石墨烯类型和含量对分散相颗粒有效尺寸的影响，包括在水悬液和树脂中的表现。采用拉曼光谱和电子显微镜对混合颗粒进行了表征。对含0.15~1.00 wt.% CNTs/GO和CNTs/GNPs的复合材料进行了热重分析，并测定了其力学性能，获取了复合材料断裂面的扫描电镜图像。研究表明，在CNTs与GO质量比为1:4时，可获得粒径为75~100 nm的最优分散体。碳纳米管可位于GO层之间及GNP表面。含0.2 wt.% CNTs/GO（质量比1:1和1:4）的样品在空气中加热至300 °C时保持稳定。对于0.15~0.20 wt.% CNTs/GO（质量比1:1）的复合材料，拉伸强度和模量分别提高了84~88%和40%。强度特性的提升源于填料层状结构与聚合物基体的相互作用。所得复合材料可用作工程领域的结构材料。

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