石墨烯和多壁碳纳米管改性环氧胶粘剂性能的实验研究

编号：FTJS07341

篇名：石墨烯和多壁碳纳米管改性环氧胶粘剂性能的实验研究

作者：黄海新 饶琼 彭雄奇

关键词： 环氧胶粘剂 石墨烯 多壁碳纳米管 碳纤维复合材料层合板 胶接

机构： 上海交通大学材料科学与工程学院

摘要： 为了提高环氧胶粘剂的粘接性能和热学性能,采用石墨烯和多壁碳纳米管(MWCNTs)分别单独改性和按照比例(1∶1)混合改性环氧胶粘剂。制备了碳纤维增强复合材料层合板的单搭接剪切试样,通过拉伸实验测试了改性前后胶粘剂的剪切强度;运用扫描电子显微镜(SEM)分析了改性胶粘剂的胶层断裂机理;结合热失重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)研究了纳米材料改性对环氧胶粘剂热学性能的影响。结果表明:石墨烯和MWCNTs改性提高了环氧胶粘剂的界面粘附力和剪切强度。此外,改性具有协同作用。当添加0.5wt%石墨烯和MWCNTs混合改性时,剪切强度达到最强,提高34.52%,在此最优含量下,改性环氧胶粘剂的分解温度也最高,因此热稳定性最好。但是,纳米材料的改性受到团聚的影响,含量过高时,增强效果呈现降低趋势。DSC结果表明,石墨烯和MWCNTs改性基本不会影响环氧胶粘剂玻璃转变温度。