碳纳米管和/或石墨烯增强对玻纤/环氧复合材料力学性能的协同影响

摘要整理

碳纳米管和石墨烯等碳质纳米材料的优异性能已吸引众多研究人员和工程师关注纤维增强聚合物复合材料的性能提升。本研究探讨了碳纳米管（CNT）和多层石墨烯（MLG）增强对玻纤/环氧复合材料力学性能的协同影响。采用磁力搅拌和超声处理工艺，在优化参数下将CNT-MLG复合纳米材料掺入环氧树脂基体。结果表明：向玻纤/环氧复合材料中加入0.1wt%碳纳米管，弯曲强度相比纯玻纤/环氧复合材料提高10%；加入0.1wt%多层石墨烯，弯曲强度提高6%。当同时加入0.1wt% CNT和MLG，采用1:1、1:2和2:1三种不同质量比时，室温下弯曲强度分别提高13%、12.25%和14.7%。其中2:1（CNT:MLG）质量比表现最优，提高幅度达14.7%，这是由于碳纳米管的高长径比和多层石墨烯的高比表面积协同作用，促进了基体与增强体之间的应力有效传递。采用差示扫描量热法（DSC）进行了热性能表征，通过扫描电子显微镜（SEM）观察了样品的断口形貌。

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