聚酰胺6/氧化石墨烯改性碳纤维复合材料机械性能与导热性能研究

作者：毕一凡; 程宝发^*; 朱祥东

来源：复合材料科学与工程, 2023, (03): 34-82.

DOI：10.19936/j.cnki.2096-8000.20230328.005

• 聚酰胺6
• 碳纤维复合材料
• 氧化石墨烯
• 机械性能
• 导热系数

采用氧化石墨烯对碳纤维进行了改性(GO-KCF),用双螺杆挤出机制备了聚酰胺6/氧化石墨烯改性碳纤维(PA6/GO-KCF)、聚酰胺6/纯碳纤维(PA6/CF)、聚酰胺6/石墨三种复合材料，对改性碳纤维的组成、热稳定性以及复合材料的断面形貌、弯曲性能和导热性能进行了分析。红外光谱分析结果证实了—OH、—NH—、—CN—、O—Si—O等结构在GO-KCF中的存在，表明氧化石墨烯成功接枝到碳纤维表面；热重分析结果表明经过氧化石墨烯改性后的碳纤维热稳定较好，质量损失率仅有3.5%左右；复合材料的断面SEM结果显示，GO-KCF有效改善了与PA6树脂基体的界面相容性，经过改性后的碳纤维能在树脂基体中构成三维立体网状结构，能够起到传递外力载荷的作用；改性材料添加量都为11wt%时，PA6/GO-KCF复合材料的弯曲强度达到了180 MPa,分别比PA6/CF和PA6/石墨复合材料高出38.5%和24.1%;导热性能测试结果表明，PA6/GO-KCF复合材料的导热性能优于PA6/CF和PA6/石墨复合材料；在9wt%添加量情况下，PA6/GO-KCF复合材料的导热系数达到了2.42 W/m·K,分别是PA6/石墨和PA6/CF的2.7倍和3.9倍。

• 单位
  北京机科国创轻量化科学研究院有限公司