二維結(jié)構(gòu)活性液體納米增強(qiáng)體對(duì)環(huán)氧復(fù)合材料阻隔性能及力學(xué)性能影響規(guī)律的研究.pdf

1、蒙脫土(MMT)和氧化石墨烯(GO)因具有獨(dú)特的二維納米片層結(jié)構(gòu)，將其作為復(fù)合材料的增強(qiáng)體，不僅能夠提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，還能提高復(fù)合材料的阻隔性能。然而，難以實(shí)現(xiàn)蒙脫土和氧化石墨烯在復(fù)合材料基體中的均勻分散和良好界面結(jié)合一直是其廣泛應(yīng)用的限制因素。本文基于高能超聲處理的方法成功制備了含活性有機(jī)蒙脫土及氧化石墨烯的二維液體納米增強(qiáng)體，考察了二維結(jié)構(gòu)納米增強(qiáng)體在環(huán)氧樹脂中的分散性和界面結(jié)合，系統(tǒng)研究了二維納米增強(qiáng)體影響環(huán)氧復(fù)合材料阻隔性

2、能及力學(xué)性能的規(guī)律。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、叛芯苛嘶钚杂袡C(jī)蒙脫土及氧化石墨烯二維液體納米增強(qiáng)體的制備方法并對(duì)其結(jié)構(gòu)與分散性等進(jìn)行了系統(tǒng)表征。在高能超聲處理的條件下使丁基縮水甘油醚(BGE)插層進(jìn)入有機(jī)蒙脫土或氧化石墨烯的納米片層之間并接枝到其表面，可制得含活性有機(jī)蒙脫土或氧化石墨烯的液體納米增強(qiáng)體。制得的液體納米增強(qiáng)體具有低黏度和高化學(xué)活性，其中的納米片層經(jīng)過充分剝離，可以均勻分散于環(huán)氧樹脂基體中，與環(huán)氧樹脂之間具有良好的界面

3、相容性。
　?、蒲芯苛嘶钚杂袡C(jī)蒙脫土或氧化石墨烯對(duì)環(huán)氧復(fù)合材料阻隔及力學(xué)性能的影響規(guī)律。由于活性蒙脫土和氧化石墨烯與環(huán)氧樹脂之間優(yōu)良的界面結(jié)合性，環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的拉伸及彎曲性能明顯增強(qiáng)。添加3 wt.％活性蒙脫土的環(huán)氧復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和模量相對(duì)于純環(huán)氧樹脂分別上升了22.4％和60.9％，彎曲強(qiáng)度和模量則分別上升了11.6％和38.0％;而添加1.5 wt.％活性氧化石墨烯的環(huán)氧復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和拉伸模量分別上升了45.7和78

4、.3％，彎曲強(qiáng)度和彎曲模量分別上升了21.1和49.6％。同時(shí)由于活性蒙脫土和活性氧化石墨烯均勻分散于環(huán)氧樹脂當(dāng)中，環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的阻隔性能也得到了顯著提升。水蒸氣阻隔性能測(cè)試結(jié)果表明，添加3 wt.％活性蒙脫土的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)相對(duì)于純環(huán)氧樹脂下降了96.6％，而添加0.5 wt.％活性氧化石墨烯的環(huán)氧復(fù)合材料的水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)則下降了86.8％。
　?、腔贔ick第二定律和Langmuirian理論研究了二維