基于化学修饰氧化石墨烯自组装沉积法制备的彩色碳纤维性能研究

摘要：

碳纤维因其高比强度、比模量等优异性能而广泛应用于航空、汽车、能源等领域,如何在保持碳纤维复合材料优异力学性能的同时兼顾其功能性和智能性逐渐成为复合材料未来的发展方向.氧化石墨烯(GO)水溶液在碳纤维上通过沉积自组装能够形成类似一维光子晶体的结构色涂层,但该GO涂层与碳纤维间仅存在物理吸附力,界面性能不足.本文利用硅烷偶联剂(APTES)对GO进行化学修饰,将修饰后的GO(mGO)同样通过自组装的方法在碳纤维表面沉积制备出彩色碳纤维.探究APTES含量对mGO-CF界面剪切强度、拉伸力学性能的影响及生色机理.结果表明,APTES中氨基官能团的引入能够显著改善碳纤维与mGO的界面黏结性能,且多层膜结构的mGO可以弥补碳纤维表面缺陷,提高单丝碳纤维强度.与GO-CF相比,mGO-CF-15的单丝拉伸强度提高了12.4％,界面剪切强度提高了13.5％.

关键词：碳纤维、氧化石墨烯、界面剪切强度、单丝拉伸强度、复合材料

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费资助项目;中国博士后基金

在线出版日期：2022-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：45-50