纳米二氧化硅改性氧化石墨烯/水性聚氨酯复合材料的制备及性能

利用四乙氧基硅烷(TEOS)原位水解法制备了纳米SiO_(2)改性氧化石墨烯(GO-S),使用傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、扫描电子显微镜对GO和GO-S进行对比研究,证明了GO-S的成功制备。进一步地,制备了水性聚氨酯(WPU)、WPU/GO和WPU/GO-S,对比研究了样品的性能。拉伸性能测试结果表明,与纯WPU相比,WPU/GO的拉伸强度有所提升,但断裂伸长率显著下降。WPU/GO-S的拉伸强度提升至WPU的256%,断裂伸长率略微下降。水接触角测试结果表明,WPU/GO-S的水接触角高达75°,明显高于WPU的61°,说明GO-S的加入显著提高了WPU涂层的疏水性。耐腐蚀性测试结果表明,WPU/GO-S的阻抗模最高,比基板增大约1个数量级,也明显优于WPU/GO涂层,证明WPU/GO-S的耐腐蚀性最佳。

纤维素纳米晶修饰氧化石墨烯对环氧树脂固化动力学的影响

利用纤维素纳米晶(CNC)改性氧化石墨烯(GO)制备了纳米填料GC,并制备了环氧树脂(EP)/GC复合纳米材料,通过差示扫描量热法(DSC)研究了GC对EP纳米复合材料固化动力学的影响。采用Kissinger和Ozawa方法得到了EP/GC复合纳米材料的相关固化动力学参数。结果表明,相比于单一纳米填料GO或CNC,复合纳米填料GC能够更有效地降低EP的固化特征温度(固化起始温度、固化峰值温度和固化终止温度),促使固化过程在更低的温度下进行。在相同的固化温度下,EP/GC材料的固化程度更高;在固化初期,EP/GC材料的固化速率更快,且可更快地达到固化速率峰值。通过Kissinger方法计算,相比于纯EP,EP/GC材料的表观活化能(Ea)从52687 J/mol降低至45234 J/mol,降低了14%;通过Ozawa方法计算,在相同的转化率下,EP/GC材料的Ea更低。复合纳米填料GC对EP体系固化过程的促进作用更为明显,对固化反应具有更为显著的催化作用。