氧化石墨烯改性碳纤维/环氧树脂复合材料的湿热性能及微观形貌

作者：刘文军; 严建龙; 周川; 李伟东; 周玉敬; 邱虹; 白华; 胡晓兰^*

来源：复合材料学报, 2021, 38(05): 1416-1425.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20200923.001

• 氧化石墨烯
• 碳纤维
• 树脂基复合材料
• 湿热性能
• 微观形貌

采用湿法预浸技术和模压工艺制备了氧化石墨烯(GO)改性碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料,研究了GO在室温干态及湿热处理后对CF/EP复合材料动态热力学性能和层间剪切性能的影响,并通过微观形貌分析了复合材料的改性机制。结果表明,当GO添加量分别为0.5%和0.8%时,GO-CF/EP复合材料的玻璃化转变温度(Tg)得到明显提高,由CF/EP复合材料的184.4℃分别提高到197.7℃和199.5℃;GO-CF/EP复合材料经湿热处理后,GO-CF/EP复合材料的Tg的保持率比CF/EP略低。GO添加量分别为0.05%和0.1%时,GO-CF/EP复合材料的层间剪切强度由CF/EP复合材料的59.7 MPa分别提高到70.2 MPa和72.2 MPa;GO-CF/EP复合材料进行湿热处理后,GO添加量为0.05%的GO-CF/EP复合材料和GO添加量为0.1%的GOCF/EP复合材料层间剪切强度较CF/EP复合材料高,但GO-CF/EP复合材料的湿热后层间剪切强度保持率均低于CF/EP复合材料。力学损耗分析表明,GO有效提高了CF与EP基体间的界面黏结作用。微观形貌分析表明,GO的存在可有效分散裂纹能量并使裂纹发生偏转,使GO-CF/EP复合材料抵抗裂纹扩展的能力提高。

• 单位
  中航复合材料有限责任公司; 材料学院; 厦门大学; 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司