石墨烯纳米片/碳纳米管混杂增强环氧树脂复合材料的多功能性能研究

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环氧树脂作为一类热固性高分子材料，在高性能应用领域具有重要地位。然而，环氧树脂本身存在脆性强、导电性差等缺陷，限制了其在功能应用中的使用。碳纳米材料因其优异的综合性能而备受关注，是理想的填料材料。本研究采用三辊研磨工艺，将石墨烯纳米片（GNPs）和碳纳米管（CNTs）按质量比9:1制备成混杂纳米填料，用于改性环氧树脂。当添加量为1 wt%时，环氧树脂的电导率提高了8个数量级，断裂能GIC增加182%。CNTs显著降低了导电渗流阈值，相比传统GNP/环氧复合材料降低10倍，而韧性的提升完全归因于GNPs，主要通过裂纹偏转机制实现。采用解析模型对混杂纳米填料的增韧贡献进行了理论计算，预测值与实验值的GIC结果显示出优异的一致性。该研究表明，GNPs与CNTs的协同作用可以同时实现环氧树脂的导电性和韧性的显著提升，为多功能复合材料的设计提供了新思路。

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