碳纤维/氧化石墨烯多尺度增强体的制备与表征

材料研究学报, 2016, 30(3): 229-234. doi: 10.11901/1005.3093.2015.020

碳纤维/氧化石墨烯多尺度增强体的制备与表征

赵永华 ^1, , 马兆昆 ^2, , 宋怀河 ^3, , 陈铭 ^4, , 周正刚 ^5,

1.北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029

2.北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029

3.北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029

4.北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029

5.中航工业复合材料技术中心北京101300

关键词：无机非金属材料 , 碳纤维 , 氧化石墨烯 , 硅烷偶联剂 , 接枝

Synthesis and Characterization of Carbon Fibers Multi-scale Reinforcement with Grafted Graphene Oxide

Keywords： inorganic non-metallic materials , carbon fiber , graphene oxide , silane coupling agent , grafting

利用改进Hummers法制备氧化石墨烯,通过“grafting to”法接枝到用硅烷偶联剂Kh550处理的碳纤维表面,从而获得碳纤维/氧化石墨烯多尺度增强体.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱(IR)对获得的多尺度碳纤维的形貌、结构和表面官能团进行了表征,并利用纤维电子强力仪和电阻率仪研究了接枝前后碳纤维力学性能和传导性能的变化.结果表明,氧化石墨烯主要接枝在碳纤维表面的沟槽和缺陷处,碳纤维表面不饱和碳原子数目增加,微晶尺寸减小,接枝后碳纤维的拉伸强度提高了9.8％,断裂伸长率提高了13.1％,而其电导率降低了11.6％.

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