石墨烯在复合材料增强中总是有效的吗？高石墨烯改性热塑性纳米纤维及其在碳纤维增强复合材料层板中的应用研究

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石墨烯（G）能有效增强聚合物及聚合物复合材料的电、热和力学性能。纳米纤维垫已被证实能显著提高复合材料层板的层间断裂韧性，阻止分层，从而提高材料安全性和可持续性，延长服役寿命。本研究将聚环氧乙烷（PEO）、聚己内酯（PCL）和尼龙66纳米纤维（纯纤维或石墨烯增强型）集成到环氧树脂基碳纤维增强复合材料（CFRP）层板中，评估聚合物及聚合物+石墨烯对层板力学性能的影响。研究主要目的是比较不同纳米纤维（聚醚类、聚酯类和聚酰胺类）的增强作用，并揭示石墨烯添加的效果。聚合物的选择考虑了其热性能及其抗分层机制。PEO和PCL熔点低，在固化循环中熔融并与环氧树脂混合，通过基体增韧起作用；同时作为将石墨烯特异性部署在层间区域的工具，熔融混合时进一步稀释在树脂中。高度改性源于在层间层中部署石墨烯的尝试。相比之下，尼龙66不熔融，保持纳米结构，通过纳米纤维桥接实现层板增韧。采用三点弯曲（3PB）试验测定纳米改性CFRP的弯曲性能，采用双悬臂梁（DCB）和端部缺口弯曲（ENF）试验分别进行第I型和第II型分层行为测试。在此应用背景下，石墨烯缺乏正贡献这一有趣现象值得在纳米增强CFRP领域深入探讨。

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