碳纳米管-水泥基复合材料的力学性能和微观结构

研究了掺碳纳米管水泥砂浆的力学性能和微观结构,并与掺碳纤维水泥砂浆的性能进行了对比。低含量的碳纳米管-水泥复合材料具有良好的抗压强度和抗折强度。用扫描电镜对碳纳米管-水泥复合材料以及碳纤维-改性水泥复合材料的微观结构进行了分析。结果表明：复合材料中碳纳米管表面被水泥水化产物包裹,同时碳纳米管水泥砂浆的结构密实。碳纤维表面光滑,在碳纤维与水泥石之间存在明显裂缝。孔隙率测试结果表明碳纳米管的掺入改善了材料的孔结构。     

氧化石墨烯对水泥基复合材料微观结构的调控作用及对抗压抗折强度的影响

通过氧化法制备得到氧化石墨烯（GO）,通过GO与丙烯酸（AA）和丙烯酰胺（AM）进行插层聚合反应制备得到插层复合物GO/P（AA-AM）。检测结果表明,GO在插层复合物中具有较小的尺寸和均匀的分布,将GO/P（AA-AM）掺入水泥基复合材料中,发现水泥水化产物成为规整的针状、棒状或多面体状晶体,并且能够聚集形成具规整形貌的微观结构和宏观结构,水泥基复合材料中的裂缝及有害孔洞比对照样品明显减少,其抗压强度和抗折强度比对照样品有明显提高。提出了GO纳米片层对于水泥基复合材料规整结构的调控机理,认为GO纳米片层及活性基团能够促进水泥化产物形成规整形状的水化晶体,最初形成的水化晶体成为后续水化晶体形成的模板,通过晶体的生长最终形成规整水化晶体及规整的微观结构和宏观结构。     

石墨烯/水泥基复合材料的性能研究进展

石墨烯是一种具有二维晶格结构的碳纳米材料,其力学、热学、电学性能都非常优异,成为近几年材料领域的研究热点。据统计,将石墨烯应用到生物医学、电子工业中的研究较多,而近年来对于石墨烯在水泥基材料中的应用也有了一些研究进展。本文主要对石墨烯/水泥基复合材料的力学、电学、热学以及耐久性能进行了概述,以利于进一步开展石墨烯水泥基复合材料的研究工作。     

石墨烯增强铝基复合材料力学性能的发展现状

汽车、航天飞机等的轻量化发展,对金属铝及其合金提出了更高的要求.石墨烯由于具有优异的力学性能而被广泛用作复合材料的增强体.本文综述了石墨烯增强铝基复合材料力学性能的研究进展,主要包括硬度、拉伸性能和耐磨性能,在此基础上分析了石墨烯增强铝基复合材料在力学性能方面面临的挑战以及未来的发展趋势.     

氧化石墨烯复合PVA纤维增强水泥基材料的力学性能及耐久性研究

为解决混凝土耐久性差、脆性大等问题,研究了氧化石墨烯(GO)复掺聚乙烯醇(PVA)纤维对低水灰比水泥基材料力学性能及耐久性能的影响.利用Hummers法制备GO,并表征GO的结构和性能,通过测试分析了不同配合比砂浆的力学性能和耐久性,并通过MIP(压汞法)和SEM(扫描电镜)分析了氧化石墨烯以及PVA纤维对水泥基材料的改性机理.结果表明GO和PVA纤维均能提高水泥基材料的力学性能以及耐久性.GO复掺PVA纤维可以显著改善水泥基材料孔结构,降低孔隙率,提高水泥基材料抗氯离子渗透性能并降低水泥基材料收缩率.     

二氧化钛改性石墨烯对碱激发矿渣复合材料力学性能及微观结构的影响

为改善石墨烯的疏水性,利用二氧化钛的插层法制备分散性良好的二氧化钛改性石墨烯(TiO_2-RGO),并将其掺入碱激发矿渣基体中制备石墨烯质量分数分别为0,0.01%,0.02%和0.03%的石墨烯增强碱激发复合材料,研究其力学性能和微观结构以及石墨烯的增强增韧机理。结果表明:在石墨烯掺量为0.03%范围内时,碱激发水泥复合材料的弯曲、抗压强度随石墨烯的质量分数的增加而增大。同时,当添加0.03%石墨烯时,碱激发复合材料的弯曲韧性较空白试样提高了80%以上。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪对复合材料的微观结构进行表征,发现可延展的石墨烯可填充孔隙、增加与基体的接触面积,并通过裂纹偏转和分支以及石墨烯的拉出和锚固作用,有效地提高碱激发复合材料的弯曲韧性、改善脆性破坏特性,但不会改变基体的物相特征。     

高分散石墨烯改性水泥基材料力学性能的研究

通过改性Hummers法制备出高分散性的石墨烯,并以不同的比例掺入到水泥基复合材料中进行力学试验研究。结果表明,掺入一定量的石墨烯能够有效地提高水泥基复合材料的抗折、抗压强度,当石墨烯掺量为0.03wt%时,28d龄期抗折、抗压达到最大值,分别为9.6MPa和62.8MPa,比普通空白样提高了10.3%和18.9%。分析水泥石的SEM、FT-IR及XRD等微观结果发现,石墨烯在水泥水化过程中,通过调控水化晶体的生长形态和聚集状态,改善了硬化水泥石内部微观孔隙分布,使材料密实度增加,从而提高其强度。     

石墨烯及氧化石墨烯增强PE–UHMW复合材料进展

从力学性能、化学稳定性和摩擦学性能3个方面,叙述了石墨烯及氧化石墨烯增强超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)复合材料的研究现状。根据PE–UHMW复合材料所表现出来的优异性能可知,新型复合材料拥有优异的力学性能,在不远的将来将会取代目前广泛使用的交联聚乙烯材料,并将获得举足轻重的地位。     

改性热还原氧化石墨烯/尼龙纳米复合材料的制备及性能

经溶液共混法成功制备了离子液体改性热还原氧化石墨烯/三元共聚尼龙(IL-TRGO/CO-PA)纳米复合材料,测试分析表明IL-TRGO能明显改善纳米复合材料的性能。XRD和SEM分析表明:当TRGO的含量不高于0.75%时,IL-TRGO片层可以均匀地分散在CO-PA基体中。DSC和TGA分析表明:IL-TRGO能够提高纳米复合材料的结晶温度和热稳定性,但降低了其玻璃化转变温度。力学性能测试表明:TRGO能够提高复合材料的力学性能,当TRGO含量为0.5%时,纳米复合材料的拉伸强度、屈服强度和断裂伸长率分别提高了82.1%、129%和22.7%;当TRGO含量为0.75%时,纳米复合材料的屈服强度提高了161.6%。     

三维编织复合材料的细观结构与力学性能

归纳、梳理了三维编织复合材料细观结构表征方面较有代表性的单胞模型,分析、比较各结构模型的优缺点,从理论分析与试验测试两方面总结三维编织复合材料刚度和强度性能的研究成果与进展,探讨了细观结构表征与力学性能预报中存在的主要问题,并展望今后的研究重点与发展方向。     

Preparation of Ethylene Vinyl Acetate Copolymer/Graphene Oxide Nanocomposite Films via Solution Casting Method and Determination of the Mechanical Properties

Ethylene vinyl acetate/graphene oxide (EVA/GO) nanocomposite films were prepared via solution casting method. The morphological studies investigated using SEM and XRD methods and the results confirmed the formation of likely exfoliation structures and good interaction between matrix and fillers. The results of permeability measurements showed that films have good resistance against oxygen. Mechanical measurements revealed that Young’s modulus and tensile strength of EVA have improved with introducing GO because of proper dispersion of GO into matrix and good interaction between them; however, elongation at break decreased due to formation of strong and rigid polymer/filler network preventing to elongate polymer chains.     

Progression from Graphene and Graphene Oxide to High Performance Polymer-Based Nanocomposite: A Review

In this article, various types of carbon nanofiller and modification of graphene oxide and graphene for the preparation of polymer-based nanocomposites are reviewed. Recently, polymer/graphene and graphene oxide-based materials have attracted tremendous interest due to high performance even at low filler content. The property enhancement is due to the high aspect ratio, high surface area and excellent electrical, thermal and mechanical properties of nanofiller. Different techniques have been employed to fabricate polymer/graphene and graphene oxide nanocomposite with uniform dispersion due to fine matrix/nanofiller interaction. Here we discuss the structure, properties and preparation of these nanocomposites.     

氧化石墨烯与纳米氧化铁复合物的制备及性能研究

文章用Hummers法制备氧化石墨,以绿矾为原料、采用氯酸钠氧化制备纳米氧化铁,采用超声共混,搅拌,烘干制的复合物,通过FT-IR/TG/TEM等进行表征,结果表明,氧化石墨完全剥落,氧化铁在内分散很好,两者界面相容很好。复合材料吸附性好,有很好吸附砷的功能。     

玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺复合材料力学性能的研究

采用热塑性聚酰亚胺膜熔渗法,制备了单向玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺膜层压复合材料,考察了嵌段共聚聚酰亚胺的理论分子量、嵌段比(由BPDA段含量表示)对复合材料力学性能的影响。结果表明,分子量和嵌段比能显著影响嵌段共聚聚酰亚胺的分子链柔性,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、层间剪切强度和冲击强度均随理论分子量的增大或刚性段含量的增加呈现出先增加后降低的趋势,最大弯曲强度、最大弯曲模量、最大层间剪切强度和最大冲击强度分别达到1224.52MPa、31.82GPa、70.56MPa和447.55kJ/m2。     

长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能

采用自主开发的在线混合生产设备,以玻璃纤维(GF)和聚丙烯(PP)为原料,制备了长玻璃纤维增强聚丙烯(LFT-PP)复合材料。研究了GF长度、分散度以及界面改性剂对LFT-PP力学性能的影响。结果表明,GF长度的增加,有利于提高LFT-PP的弯曲强度和冲击强度,对弯曲模量的影响很小。添加适量的界面改性剂有利于提高复合材料的弯曲性能,但是降低了其冲击强度。     

Preparation and Characterization of Insensitive HMX/Graphene Oxide Composites

To improve the safety of HMX, a two‐dimensional (2D) graphene oxide (GO) was introduced to HMX by the solvent nonsolvent method. The morphology, composition, thermal decomposition characteristic were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X‐ray diffraction (XRD), X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS), thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). Compared to the previous reports, GO sheets exhibited better desensitizing effect than [60]Fullerene and CNTs. When 2.0 wt‐% GO sheets were added, the impact sensitivity of raw HMX decreased from 100 to 10 %, and the friction sensitivity reduced from 100 to 32 %. The DSC results proved that GO sheets were compatible with HMX. In addition, by determining the thermal decomposition kinetic parameters of the samples, it was found that the activation energy (E_a) of HMX with 2.0 wt‐% GO increased by 23.5 kJ mol⁻¹, suggesting that GO sheets could improve the thermal stability of HMX.     

麻纤维增强聚乙烯复合材料的制备及性能研究

通过双螺杆挤出造粒,注塑成型制备了麻纤维增强高密度聚乙烯( HDPE)复合材料,测试了复合材料的力学性能并观察其微观结构,分析了相容剂马来酸酐接枝聚丙烯( PP-g-MAH)的用量和麻纤维的含量对复合材料力学性能的影响.结果表明:PP-g-MAH的加入提高了苎麻/HDPE复合材料的力学性能,并且在PP-g-MAH含量为...