石墨片环氧树脂复合材料的力学性能和热性能

环氧复合材料
环氧复合材料是一种由环氧树脂和玻璃纤维、碳纤维等增强材料组成的复合材料。

它具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和耐高温性能，因此在航空航天、汽车、船舶、建筑等领域得到了广泛的应用。

首先，环氧复合材料具有优异的力学性能。

环氧树脂具有较高的强度和刚度，而玻璃纤维、碳纤维等增强材料可以进一步提高复合材料的强度和刚度。

因此，环氧复合材料在航空航天领域被广泛应用于飞机机身、机翼等部件的制造，可以有效减轻飞机的重量，提高飞行性能。

其次，环氧复合材料具有良好的耐腐蚀性能。

由于环氧树脂具有很好的化学稳定性，因此环氧复合材料在海洋工程、化工设备等领域得到了广泛的应用。

它可以有效抵抗海水、酸碱等腐蚀介质的侵蚀，具有较长的使用寿命。

此外，环氧复合材料还具有良好的耐高温性能。

环氧树脂在高温下仍然能保持较好的力学性能，因此在航空航天、汽车发动机、石油化工等高温环境下得到了广泛的应用。

它可以有效替代金属材料，降低设备的自重，提高工作效率。

总的来说，环氧复合材料具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和耐高温性能，因此在各个领域都得到了广泛的应用。

随着科学技术的不断发展，相信环氧复合材料会在更多领域展现出其优越的性能，为人类社会的发展做出更大的贡献。

环氧树脂的性能指标环氧树脂是一种重要的工程塑料，具有多种优异的性能指标。

以下是环氧树脂的主要性能指标。

1. 机械性能：环氧树脂具有出色的机械性能，如高强度、高硬度和高刚度。

其强度和模量可根据制备条件和组分比例进行调整，因此可以满足不同应用领域的要求。

一般情况下，环氧树脂的弯曲强度达到100 MPa以上，拉伸强度达到70 MPa以上，硬度可达到90 Shore D以上。

2.热性能：环氧树脂的耐高温性能较好，可耐受高温至200℃以上的工作环境。

这是由于环氧树脂具有较高的玻璃化转变温度（Tg），通常在100-150℃之间。

高Tg使得环氧树脂在高温下保持较高的强度和刚度。

此外，环氧树脂还具有较低的热膨胀系数，使其在温度变化时的尺寸稳定性较好。

3.化学稳定性：环氧树脂表现出良好的化学稳定性，能够耐受多种常见化学品的腐蚀，如酸、碱、醇等。

它对水和溶剂的吸收性较低，因此在潮湿环境下的性能保持良好。

此外，环氧树脂还具有抗火性能较好的特点。

4. 电气性能：环氧树脂是一种优秀的绝缘材料，其电绝缘性能较好。

一般情况下，环氧树脂的体积电阻率在10^14 - 10^16 Ω·cm之间，介电强度可达到15 - 30 kV/mm以上。

因此，它被广泛应用于电子电气行业、绝缘材料等工程领域。

5.耐候性：环氧树脂对气候和紫外线的影响较小，能够长时间保持其性能稳定。

当暴露在室外环境时，其耐候性能可以通过添加耐候剂或使用紫外吸收剂来改善。

6.涂装性能：由于环氧树脂具有良好的粘接性和涂覆性能，因此常用于涂料和粘接剂。

其涂膜具有良好的附着力、硬度和耐腐蚀性，可提供长久的保护。

7.加工性能：环氧树脂在室温下采用双组份流动性的液态混合，所以在加工过程中具有较好的流变性。

可以采用浇注、注射、挤出、涂布等多种加工方法，适用于各种形状和尺寸的制造。

虽然环氧树脂有许多优点，但也存在一些缺点，如对热震和冲击强度的敏感性较高，易于开裂和破坏；另外，环氧树脂的成本较高，生产过程复杂，需要进行严格的配方和加工控制。

第25卷第4期华侨大学学报(自然科学版)Vol.25No.4 2004年10月Journal of Huaqiao University(Natural Science)Oct.2004文章编号1000-5013(2004)04-0379-04环氧树脂/石墨微片复合导电材料的导电性翁建新吴大军陈国华(华侨大学材料科学与工程学院,福建泉州362021)摘要研究环氧树脂/石墨微片复合导电材料的制备规律,实验发现固化剂种类、固化剂用量和固化条件对复合材料的电阻率都有影响1不同的固化剂,复合材料的电阻率不同,在最佳固化剂用量和最佳固化条件下,复合材料可获得最低电阻率1实验还研究石墨含量对环氧树脂复合导电材料的影响,发现复合材料具有渗滤效应,渗滤区石墨质量分数为0.02~0.05,相应的电阻率约为1012~1048#cm.关键词复合导电材料,环氧树脂,石墨微片,导电性中图分类号TB340.2B TQ323.507.9文献标识码A高分子复合导电材料是指以高分子材料为基体,加入导电物质,经过不同复合方式处理后具有导电功能的多相复合体系112.它是一种新兴的功能材料,具有重要的理论价值和广阔的应用前景,因此备受重视.在这类材料中,研究较多的基体主要为热塑性树脂,而以环氧树脂等热固性树脂为基体的研究较少.本文制备了环氧树脂/石墨微片复合导电材料,研究了固化体系等条件对导电性的影响规律,以及复合材料的渗滤曲线.1实验材料和仪器设备1.1实验材料E44双酚A型环氧树脂(无锡树脂厂),石墨(青岛石墨股份有限公司),乙醇,乙二胺,二乙烯三胺,三乙烯四胺,四乙烯五胺,多乙烯多胺,间苯二胺,二氨基二苯基甲烷,二氨基二苯基砜,间苯二甲胺,联苯胺,异佛尔酮二胺,二氰二胺,己二酸二酰肼,三乙醇胺,均为分析纯.聚酰胺(650型,分子量为600~1 100,胺值为(200?20)mg#g-1).1.2仪器设备KQ-100型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司),PH030电热恒温干燥箱(上海市实验仪器总厂),DT-830液晶显示数字万用表(日本Univolt公司),ZC36型高电阻测试仪(上海第六电表厂).2实验过程2.1石墨微片的制备根据文献122中的方法,制备了石墨微片,通过扫描电子显微镜、激光粒度分布测试仪对石墨微片进行测定分析,发现石墨微片的平均直径约为12L m,平均厚度约为50nm,径厚比约为240.2.2固化剂种类对复合材料导电性的影响为了研究固化剂种类对材料导电性的影响,共选用了15种固化剂.多元胺类13种,其中5种脂肪胺,5种芳香胺,以及脂环族多元胺异佛尔酮二胺,其它多元胺二氰二胺、己二酸二酰肼.高分子预聚物有聚酰胺,阴离子聚合型的叔胺有三乙醇胺.环氧树脂/石墨微片复合材料样品的制备方法如下.在烧杯收稿日期2004-02-18作者简介翁建新(1971-),男,实验师,硕士,主要从事材料学的研究.E-mail:shqlei@基金项目国家自然科学基金资助项目(20174012)380华侨大学学报(自然科学版)2004年中称取环氧树脂和石墨微片,置于恒温箱中,在130e下用玻棒分散石墨微片至均匀.降至室温后加入固化剂,在固化温度下用玻棒分散固化剂至均匀,倒入模具中,并在混合物中插入两铜片作为测试电极,最后在固化条件下完成固化.各样品的石墨微片/环氧树脂质量分数都为0.04,固化剂用量一般为理论用量,固化条件为此种固化剂较常采用的固化条件.2.3固化剂用量对复合材料导电性的影响以乙二胺体系为例,研究固化剂用量对环氧树脂复合材料导电性的影响.实验中各样品的环氧树脂为5.00g,石墨为0.25g,固化条件为50e@10h,乙二胺用量(w1)分别为0.045,0.054,0.063,0.072和0.081,样品制备方法如前.2.4固化条件对复合材料导电性的影响以乙二胺体系为例,研究固化条件对环氧树脂复合材料导电性的影响.实验中各样品的环氧树脂为5.00g,石墨为0.25g,乙二胺为0.40mL,固化温度为50e,固化时间(h)分别为6,8,10,12和14.2.5石墨含量对复合材料导电性的影响以乙二胺体系为例,研究石墨含量对环氧树脂复合材料导电性的影响.实验中各样品环氧树脂为5.00g,乙二胺为0.40mL,固化条件为50e@10h,石墨/环氧树脂质量分数由0增至0.14,分别递增0.01.3实验结果与讨论3.1固化剂种类对环氧树脂复合材料导电性的影响各固化体系的复合材料样品的电阻率,如表1所示.由实验结果可看出,虽然添加的石墨量相同,但不同固化剂所制备的环氧树脂复合材料,其电阻率不同,相差最多的有4个数量级.其中,乙二胺、二氨基二苯基砜、二氰二胺所获得的电阻率最低,均为105数量级.固化剂不同,环氧树脂固化物的结构形态不同,复合材料的电阻率有较大的差别.在热塑性高分子复合导电材料中,一般认为基体树脂对材料的导电性能主要的影响因素是基体的结晶度.导电填料优先分散于基体的非晶区,以及晶区与非晶区的界面处.结晶相增大时,在相同份量的填料下,非晶区及晶区界面处的填料含量增大,使复合体系的电导率表1固化剂对环氧树脂复合材料导电性的影响(8#cm)乙二胺二乙烯三胺三乙烯四胺四乙烯五胺多乙烯多胺间苯二胺间苯二甲胺联苯胺8.10@105 6.86@1077.34@108 1.12@109 3.43@108 4.00@1067.91@1078.45@107二氨基二苯基甲烷二氨基二苯基砜异佛尔酮二胺二氰二胺己二酸二酰肼聚酰胺三乙醇胺4.30@1075.00@105 5.72@108 1.10@105 2.12@108 3.47@107 4.78@109增大.因此,结晶度高的基体所制备的复合材料电阻率较低132.环氧树脂为非晶高聚物,填料在环氧树脂中的分散应是均匀的,使复合材料电导率不同的因素是值得探讨的.以乙二胺、二氨基二苯基砜、二氰二胺为固化剂的环氧树脂基体,其体积电阻率均为1013数量级.这在环氧树脂中是较低的.由此可见,电阻率低的基体容易获得电阻率较低的复合导电材料.环氧树脂固化物都属绝缘体,但各自的体积电阻率大小有所差别.环氧树脂电阻率的高低应与它的结构有关,其中一个重要因素应是网络结构类型.环氧树脂固化物有3种基本网络类型,即胺网络、醚网络和酯网络.它们分别以胺键、醚键、酯键为网络的基本连接键.2种或3种基本网络类型可能存在于同一固化物中,固化物中各种网络类型所占比例因固化剂、促进剂、固化条件不同而不同142.一般情况下,以胺结构为主的环氧树脂固化物的体积电阻率较低,而以醚结构和酯结构为主的环氧树脂固化物的体积电阻率较高.3.2固化剂用量对环氧树脂复合材料导电性的影响图1为乙二胺用量对复合材料电阻率的影响.乙二胺用量(w1)指每100份环氧树脂中添加固化剂的份数(以质量分数计),而电阻率Q的单位为8#cm.由图可见,固化剂用量为0.075左右时,复合材料获得最低电阻率,大于或小于这一最佳用量,电阻率都较高.乙二胺属于加成聚合型固化剂,如以最佳当量配比,则环氧树脂固化物的交联点间分子量最小,交联密度最高.固化剂用量不足或过量,交联点间分子量就越大,交联密度也越低152.固化剂用量不足,一部分环氧基未反应,不足以形成完全的交联网络.固化剂过量,同一固化剂分子可能只有一端与环氧基反应,另一端则没有可反应的环氧基而得不到交联,造成支链过多,交联密度也下降.交联密度下降引起材料电阻率升高可能有两个原因.(1)使环氧树脂基体中导电通道减少,引起基体的电阻率升高.(2)可能使基体的力学性能和粘接性能下降,引起基体与填料间的界面层性能下降,使界面层的电阻率升高,从而使复合材料的电阻率升高.3.3 固化条件对复合材料导电性的影响图2为固化时间对乙二胺复合体系电阻率的影响(固化温度为50e ).由图可见,固化时间(t )为10h,材料获得最低电阻率.固化时间不足则交联不完全,导致材料电阻率升高.固化时间过长也不利于获图1 乙二胺用量对复合材料电阻率的影响 图2 固化时间对乙二胺体系电阻率的影响得较低电阻率的复合材料.固化物变脆,与填料间的界面性能降低,可能是导致材料电阻率升高的原因.3.4 石墨用量对环氧树脂复合材料导电性的影响图3为乙二胺体系的环氧树脂/石墨微片复合材料的渗滤曲线.由图可见,电阻率随着石墨用量(w 2,质量分数)的增加不断降低,但不是随用量增加而成比例地降低.渗滤曲线大致可分成3个区.高阻区的石墨用量为0~0.02之间,电阻率随用量的增加较慢地降低.渗滤区的石墨用量为0.02~0.05,电阻率随含量的增加较快地降低.低阻区的石墨用量为0.05以后,电阻率首先有较小幅度的降低,然后趋于基本不变,保持在几十8#cm 的水平.环氧树脂/石墨微片复合导电材料同其它高分子复合导电材图3 乙二胺体系的环氧树脂/石墨微片复合材料的渗滤曲线料一样,也具有渗滤效应.但它与文献中对高分子复合导电材料渗滤曲线通常的描述相比较,仍发现一些有意义的差别.高分子复合导电材料研究的普遍认为,高分子复合导电材料的导电性并不是随导电填料含量的增加而成比例地升高.随着导电填料含量的增加,复合材料的体积电阻率起初略有下降,当导381第4期 翁建新等:环氧树脂/石墨微片复合导电材料的导电性382华侨大学学报(自然科学版)2004年电填料含量增加到某一临界值时则急剧降低,曲线上出现一个狭窄的突变区域.在此区域内,导电填料含量的任何细微变化均会导致体积电阻率的显著改变,这种现象通常称为/渗滤效应0.导电填料的临界值,通常称为/渗滤阀值0.在突变区域之后,曲线又变得较为平坦,体积电阻率随导电填料含量增加而降低不大162.如果以本实验所得出的渗滤曲线与一般高分子复合导电材料对渗滤曲线的描述相比较,应该注意以下两点:(1)在高阻区和低阻区内电阻率的降低不可忽视,在高阻区内$lg Q/$w为0.6395,是较高的,在低阻区内电阻率也还有3~4个数量级的降低;(2)渗滤区内电阻率降低较快,但也经历了石墨用量增加0.03的过程.渗滤区并不是一个不可捉摸的突变,而还是一个有明确对应关系的过程.4结束语本文对环氧树脂/石墨微片复合导电材料的制备进行了研究,发现固化剂种类、固化剂用量和固化条件对复合材料的电阻率都有所影响.相同的石墨含量下,不同的固化剂,复合材料的电阻率不同,实验的15种固化剂中,以乙二胺、二氨基二苯基砜、二氰二胺为固化剂时的电阻率最低.同时,以乙二胺体系为例,发现有最佳固化剂用量和最佳固化条件使复合材料获得最低电阻率.以乙二胺体系为例,发现环氧树脂/石墨微片复合材料的电阻率具有渗滤效应,渗滤区石墨质量分数为0.02~0.05,相应的电阻率约为1012~1048#cm.参考文献1Stru mpler R J,Glatz-Reichenbach J.Conducting polymer composites[J].Journal of Electroceramics,1999,3(4):329~3462Chen Guohua,Weng Wengui,Wu Dajun,et al.Preparation and characterization of graphite nanosheets from ultrasonic powdering technique[J].Carbon,2004,42:753~7593周祚万,卢昌颖.复合型导电高分子材料导电性能影响因素研究概况[J].高分子材料科学与工程,1999,14(2):5~7 4孙曼灵.环氧树脂应用原理与技术[M].北京:机械工业出版社,2002.221~2225陈平,刘胜平.环氧树脂[M].北京:化学工业出版社,1999.177~1786张雄伟,黄锐.高分子复合导电材料及其发展趋势[J].功能材料,1994,25(6):492~499Electric Conducting Property of the Composite Epoxy Resin/GraphiteComposites Microflake Conducting MaterialWeng Jianxin Wu Dajun Chen Guohua(College of Mater.Sci.&Eng.,Huaqiao Univ.,362021,Quanzhou,China)Abstract Wi th regard to the composite epoxy resin/graphite microflake conducting material,a study is made on the regular pattern of i ts preparation.It is found that the resi stivity of this composite material i s affected by variety and dosage of curing agent as well as curing condition.By studying experimentally the effect of graphite content on this composite material,it is also found that thi s composite mater-i al possesses percolation effect.In percolation zone,when graphite is in a q uali ty fraction of0.02~0.05,its corresponding resis tivity is around1012~1048#cm.Keywords composite conducting material,epoxy resin,graphite,microflake,electric conducting property。

环氧基复合材料的热性能与力学性能研究随着科技的不断进步，复合材料在各个领域中得到了广泛的应用，其中环氧基复合材料是其中一种非常重要的类型。

这种材料由环氧树脂和填料组成，拥有优异的热性能和力学性能。

本文将重点探讨环氧基复合材料在热性能和力学性能方面的研究。

在热性能方面，环氧基复合材料具有较低的热膨胀系数和优异的导热性能。

通过调整填料的种类和含量，可以有效地改变材料的热膨胀性能。

有研究表明，添加导热填料，如铜粉或石墨，可以有效地提高复合材料的导热性能。

此外，环氧基复合材料还具有较高的耐高温性能，可以在高温环境下稳定工作。

通过合理设计材料的组分和结构，可以进一步提高其耐高温性能。

因此，对于一些需要在高温环境下工作的应用，环氧基复合材料是一种理想的选择。

在力学性能方面，环氧基复合材料具有较高的强度和刚度。

由于环氧树脂具有良好的粘结性能，复合材料的层间粘结强度较高。

填充剂的添加可以增加材料的强度，并提高其耐冲击性能。

研究表明，添加纤维强化材料（如碳纤维或玻璃纤维）可以显著提高环氧基复合材料的强度和刚度。

此外，通过调整填料的形态和含量，还可以改变复合材料的力学性能。

因此，环氧基复合材料具有广泛的应用前景，在航空航天、汽车、电子等领域中得到了广泛的应用。

为了进一步研究环氧基复合材料的热性能和力学性能，在实验过程中通常采用一系列测试方法。

首先是热循环试验，通过在不同温度下进行多次循环加热和冷却，评估材料的热稳定性和热膨胀性能。

其次是热导率测试，通过测量热传导率来评估材料的导热性能。

力学性能方面的测试包括拉伸试验、弯曲试验和冲击试验等，这些测试可以评估材料的强度、刚度和耐冲击性能。

近年来，环氧基复合材料在各个领域中得到了广泛的应用。

在航空航天领域中，它们被广泛应用于飞机部件和航天器的结构中，具有重量轻、强度高和耐高温的优势。

在汽车领域中，环氧基复合材料可以用于制造车身结构和内饰件，以提高安全性和节能性能。

在电子领域中，复合材料可以用于制造电子封装材料和散热材料，以提高电子设备的性能和可靠性。

环氧树脂复合材料的制备及其性能研究一、引言随着工业技术的不断发展，复合材料作为一种新型材料已经得到了广泛的应用，其中环氧树脂复合材料具有优异的物理、化学和机械性能。

因此，本篇文章旨在介绍环氧树脂复合材料的制备工艺及其性能研究。

二、环氧树脂复合材料的制备1、材料选择：环氧树脂、增强材料（如玻璃纤维、碳纤维等）、固化剂、助剂等。

2、成型方法：手工层叠法、预浸法、自动化层叠法等。

手工层叠法是最简单的方法，但成品表面不平整；预浸法需要专门设备，但成品质量高；自动化层叠法则是一种高效、精度高的方法。

3、固化条件：一般情况需要在普通温度下保持一段时间，然后提高温度进行固化。

4、表面处理：为了提高制品表面的光洁度和粘接性，可以采用喷砂、磨削等方法对其进行处理。

三、环氧树脂复合材料的性能研究1、力学性能：环氧树脂复合材料具有较高的强度和模量。

2、物理性能：环氧树脂复合材料的耐热性、耐水性和耐腐蚀性均较好。

3、电气性能：环氧树脂复合材料具有优异的介电性能和耐电弧性能。

4、阻燃性能：环氧树脂复合材料可通过添加阻燃剂提高其阻燃性能。

5、冲击性能：环氧树脂复合材料的冲击性能取决于增强材料的类型和分布情况。

四、环氧树脂复合材料的应用1、汽车工业：环氧树脂复合材料可用于汽车车身、底盘等部件制造。

2、航空工业：环氧树脂复合材料可用于飞机外壳、机翼等部件制造。

3、建筑工业：环氧树脂复合材料可用于楼梯、人行天桥等建筑部件制造。

4、电子工业：环氧树脂复合材料可用于印制电路板等电子元器件的制造。

五、结论本文简要介绍了环氧树脂复合材料的制备工艺及其性能研究，以及其在各个领域中的应用。

通过对环氧树脂复合材料的深入研究，可以更好地优化其性能和应用。

石墨烯基复合材料的制备及其力学性能研究石墨烯作为一种新兴的二维材料，因其优异的力学性能和独特的物理化学性质而备受研究者的关注。

石墨烯基复合材料的制备和性能研究是一个热门的研究领域。

本文将介绍石墨烯基复合材料的制备方法及其力学性能研究的相关进展。

1. 制备方法石墨烯基复合材料的制备方法多种多样，下面将介绍几种常用的制备方法。

1.1 石墨烯的氧化还原法石墨烯的氧化还原法制备工艺相对简单，但是会引入一定数量的氧原子和缺陷。

该方法一般是通过将石墨烯氧化成氧化石墨烯，然后再通过还原反应将其还原成石墨烯。

1.2 石墨烯的机械剥离法石墨烯的机械剥离法是通过机械手段将石墨烯层层剥离，从而得到单层或少层石墨烯。

这种方法制备的石墨烯具有高度结晶性和较低的缺陷密度。

1.3 石墨烯的化学气相沉积法石墨烯的化学气相沉积法是将碳源气体通过热解反应在基底上沉积，从而得到石墨烯。

这种方法具有制备速度快、制备规模大等优点。

2. 力学性能研究石墨烯基复合材料的力学性能研究是评价其应用前景的重要指标之一。

2.1 强度和刚度石墨烯具有出色的力学性能，因此制备的石墨烯基复合材料往往具有较高的强度和刚度。

研究者通过拉伸测试、压缩测试等实验方法来评估其力学性能，并与其他材料进行比较。

2.2 韧性和断裂韧度尽管石墨烯具有优异的强度和刚度，但其低韧性限制了其在实际应用中的广泛应用。

研究者通过断裂韧度测试等方法来评估石墨烯基复合材料的韧性，并寻找提高韧性的方法。

2.3 疲劳性能石墨烯基复合材料的疲劳性能是指其在长时间作用力下的力学性能表现。

研究者通过疲劳试验来评估其耐久性和疲劳寿命。

3. 应用前景石墨烯基复合材料具有广泛的应用前景。

例如，在航空航天领域，石墨烯基复合材料可用于制备轻质高强度的结构材料；在电子领域，石墨烯基复合材料可用于制备高性能的导电材料等。

总结:通过石墨烯的制备方法以及力学性能研究，我们可以看出石墨烯基复合材料具有巨大的潜力。

然而，目前仍存在一些挑战，如制备大尺寸石墨烯、提高石墨烯基复合材料的韧性等。

氨基改性氧化石墨烯及其与环氧树脂的复合沙金;谢林生;马玉录;董树梅;王艳允【摘要】Research on aminofunctional modification of graphene oxide sheets and its composite with epoxy resin was carried out. Using flake graphite as a raw material, graphite oxide was prepared by Hummers method, and obtained graphene oxide sheets by ultrasonic process. Triethylenetetramine and ethylenediamine was introduced to the surface of graphene oxide sheets by shrink mixture method, and thenepoxy/aminofunctional modified graphene oxide sheets composite was prepared. The characterization with XRD, TGA, FTIR, Raman, and SEM showed the partial reduction of graphene oxide sheets after the aminofunctional modification. Besides, the introduction of modified graphene oxide sheets into epoxy composite increased the elastic modulus and tensile strength of composite by 100 % and 60 %, respectively.%对氧化石墨烯的氨基改性进行了研究，并探索了其在环氧树脂复合材料中的应用。

环氧树脂性能指标及使用技术参数环氧树脂是一种常用的高性能工程塑料，在工业领域中广泛应用。

它具有优异的物理、化学和机械性能，以下是环氧树脂的性能指标及使用技术参数。

1.物理性能：(1) 密度：一般为1.1~1.4 g/cm³，可以根据需求进行调整。

(2)抗张强度：在25°C下，常见的抗张强度为60~70MPa，高强度型可达到100~130MPa。

(3)弯曲强度：一般为60~80MPa，高强度型可达到100~120MPa。

(4) 硬度：一般为80~90 Shore D，高硬度型可达到100 Shore D。

(5)熔点：一般为50~60°C，取决于具体配方。

2.化学性能：(1)耐酸碱性：具有优良的耐酸碱性能，可以在酸碱介质中长期稳定使用。

(2)耐溶剂性：一般对有机溶剂有较好的耐溶性，可以在常用的溶剂中使用。

(3)耐腐蚀性：具有良好的耐腐蚀性能，能够在腐蚀性气体和液体环境下正常使用。

3.机械性能：(1)抗冲击性：具有较好的抗冲击性能，能够在低温下保持较高的韧性。

(2)抗疲劳性：具有较好的抗疲劳性能，能够承受长时间的往复载荷。

(3)刚度：具有较高的刚度，能够保持结构的形状和稳定性。

(4)导电性：可以根据需要添加导电材料，以使环氧树脂具有导电性。

4.使用技术参数：(1)固化温度：一般为10~150°C，根据具体材料和固化剂选择合适的固化温度。

(2)固化时间：一般为10~120分钟，具体时间取决于固化温度和固化剂的类型。

(3)硬化度：一般为80%以上，可以根据需要进行调整。

(4)施工温度：一般为10~30°C，根据具体环境进行调整。

(5)应用领域：广泛应用于电子电器、航空航天、汽车、建筑、化工等领域，用于制造电路板、复合材料、粘接胶接、包装材料、涂层等。

总之，环氧树脂具有优异的物理、化学和机械性能，可以根据不同的需求调整其性能指标和使用技术参数，适用于多个领域的广泛应用。

第二章石墨烯应用领域石墨烯因其独特的电学性能、力学性能、热性能、光学性能和高比表面积，近年来受到化学、物理、材料、能源、环境等领域的极大重视，应用前景广阔，被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。

具体在五个应用领域：一是储能领域。

石墨烯可用于制造超级电容器、超级锂电池等。

二是光电器件领域。

石墨烯可用于制造太阳能电池、晶体管、电脑芯片、触摸屏、电子纸等。

三是材料领域。

石墨烯可作为新的添加剂，用于制造新型涂料以及制作防静电材料。

四是生物医药领域。

石墨烯良好的阻隔性能和生物相容性，可用于药物载体、生物诊断、荧光成像、生物监测等。

五是散热领域。

石墨烯散热薄膜可广泛应用于超薄大功耗电子产品，比如当前全球热销的智能手机、IPAD 电脑、半导体照明和液晶电视等。

中国科学院预计，到2024年前后，石墨烯器件有望替代互补金属氧化物半导体（CMOS）器件，在纳米电子器件、光电化学电池、超轻型飞机材料等研究领域得到应用。

目前，全球范围内仅电子行业每年需消耗大约2500吨半导体晶硅，纯石墨烯的市场价格约为人民币1000元/g ，其若能替代晶硅市场份额的10%，就可以获得5000亿元以上的经济利益；全球每年对负极材料的需求量在2.5万吨以上，并保持了20%以上的增长，石墨烯若能作为负极材料获得锂离子电池市场份额的10%，就可以获得2500吨的市场规模。

可见，石墨烯具有广阔的应用空间和巨大的经济效益。

正是在这一背景下，目前国内外对石墨烯技术的应用研究如火如荼，具体应用如下：2.1 石墨烯锂离子电池锂离子电池具有容量大、循环寿命长、无记忆性等优点，目前已成为全球消费类电子产品的首选电池以及新能源汽车的主流电池。

高能量密度、快速充电是锂电池产品发展的必然趋势，在正极材料中添加导电剂是一种有效改善锂电性能的途径，可大大增加正负极的导电性能、提高电池体积能量密度、降低电阻，增加锂离子脱嵌及嵌入速度，显著提升电池的倍率充放电等性能，提高电动车的快充性能。

石墨论文：石墨/环氧树脂复合材料的制备及性能研究【中文摘要】石墨具有优异的导电和导热性能,广泛用于复合材料领域,环氧树脂因具有优异的耐腐蚀性能、粘结性能、高比强度广泛用于树脂基复合材料的基体。

石墨/环氧树脂复合材料可以结合二者的优点,但石墨由于与环氧树脂相容性较差,石墨在环氧树脂中分散性较差,需要对石墨进行表面改性。

本文采用一种长链有机硅材料AEM5700对石墨进行改性,并与有机硅烷偶联剂KH550改性石墨进行对比。

首先采用浓硫酸、浓硝酸将石墨进行氧化,再用KH550和AEM5700对氧化石墨进行表面改性,将改性石墨分散到环氧树脂中,采用浇注成型,制备出具有石墨/环氧树脂复合材料,并研究了石墨/环氧树脂复合材料的力学性能和石墨在环氧树脂中的分散性。

实验结果表明：与未改性石墨相比,经硅烷偶联剂KH550改性后,石墨在环氧树脂中的分散性能较好,拉伸强度从84.06 MPa提高到103.55MPa,弯曲强度变化基本未变,压缩模量从4107.00 MPa提高到4330.96 Mpa,断裂延伸率从0.71%提高为0.78%。

加入未改性石墨后,环氧树脂粘度由最初的1.583Pa.S增加至1.887 Pa.S(1wt%未改性石墨)和1.934Pa.S(2wt%未改性石墨),...【英文摘要】Graphite has excellent conductive and thermal conductivity, widely used in composite material field, epoxy resin for excellent corrosion resistance, bond properties and high specific strength are widely used in polymer matrixcomposites matrix. Graphite/epoxy resin composite material can combine the advantages of both, but graphite with epoxy resin compatibility is poorer, graphite in epoxy resins dispersivity is bad, need for surface modification of graphite. This paper USES a kind of long chain organic si...【关键词】石墨环氧树脂硅烷偶联剂力学性能粘度【英文关键词】Graphite epoxy silane coupling agent mechanical properties viscosity【目录】石墨/环氧树脂复合材料的制备及性能研究摘要4-5ABSTRACT5第1章绪论8-29 1.1 课题背景8 1.2 研究目的及内容8-9 1.3 硅烷偶联剂的概述9 1.4 聚合物纳米复合材料9-15 1.4.1 粘土/聚合物纳米复合材料11 1.4.2 粘土/聚合物纳米复合材料的主要类型11 1.4.3 粘土/聚合物纳米复合材料的制备11-12 1.4.4 粘土/聚合物纳米复合材料的结构表征12-14 1.4.5 粘土/聚合物纳米复合材料的性能14 1.4.6 层状硅酸盐/聚合物纳米复合材料的应用14-15 1.5 石墨/聚合物纳米复合材料15-23 1.5.1 石墨的结构15 1.5.2 石墨插层及膨胀15-18 1.5.3 石墨/聚合物纳米复合材料的背景18 1.5.4 石墨/聚合物的纳米复合材料的性能18-19 1.5.5 石墨/聚合物纳米复合材料的应用19-20 1.5.6 氧化石墨的概述20-21 1.5.7 氧化石墨的制造方法21 1.5.8 氧化石墨的结构21-22 1.5.9 氧化石墨的应用22-23 1.6 石墨/环氧树脂复合材料23 1.7 石墨与聚合物的复合方法23-29 1.7.1 直接共混23 1.7.2 溶液插层23-27 1.7.3 氧化石墨/聚合物纳米复合材料的热稳定性27-28 1.7.4 氧化石墨/聚合物纳米复合材料的电性能28-29第2章实验部分29-33 2.1 前言29 2.2 实验试剂及测试仪器29-30 2.3 石墨/环氧树脂复合材料复合材料的制备30-31 2.3.1 氧化石墨的制备30-31 2.3.2 氧化石墨的改性31 2.4 性能表征31-33 2.4.1 扫描电子显微镜测试31 2.4.2 粘度性能测试31 2.4.3 力学性能测试31-32 2.4.4 热失重测试32 2.4.5 红外光谱分析32-33第3章结果与讨论33-42 3.1 前言33 3.2 扫描电子显微镜分析33-34 3.2.1 氧化石墨的微观形貌33 3.2.2 石墨在环氧树脂中的分散33-34 3.3 粘度的测试34-37 3.4 热失重分析37-38 3.5 力学性能测试38-41 3.5.1 石墨/环氧树脂复合材料的拉伸性能测试38-39 3.5.2 石墨/环氧树脂复合材料的压缩性能测试39 3.5.3 石墨/环氧树脂复合材料的弯曲性能测试39-40 3.5.4 石墨/环氧树脂复合材料的冲击性能测试40-41 3.6 红外光谱分析41-42第4章结论42-44参考文献44-49致谢49-50攻读硕士学位期间发表的学术论文50。

环氧树脂材质报告一、材质概述环氧树脂是一种有机高分子化合物，由环氧氯丙烷和多元醇或多元酚通过加成聚合反应生成。

环氧树脂具有多种优良的性能，如高强度、耐磨、耐腐蚀、电绝缘等，因此在许多领域得到广泛应用。

二、物理性能1.密度：环氧树脂的密度通常在1.1-1.5g/cm³之间，具体取决于分子量和填料种类。

2.吸水性：环氧树脂的吸水性较低，一般不超过0.5%。

3.热稳定性：环氧树脂在高温下容易分解，通常在200-300℃范围内可以保持稳定。

4.机械性能：环氧树脂具有优良的机械性能，其抗拉强度、抗压强度和抗冲击性能都较高。

三、化学性能1.耐腐蚀性：环氧树脂具有很好的耐腐蚀性能，特别是对酸、碱和盐类的腐蚀。

2.粘结性：环氧树脂可以与多种材料产生良好的粘结性能，如金属、玻璃、陶瓷、木材等。

3.稳定性：环氧树脂在常温下稳定，但在高温和紫外线下容易老化。

四、应用领域环氧树脂在许多领域都有广泛的应用，如建筑工程、电子电器、汽车制造、航空航天、医疗器械等。

主要应用领域包括：1.建筑工程：环氧树脂可以用于建筑物的防水、防腐和加固。

2.电子电器：环氧树脂可以用于制造电子元件和线路板的封装。

3.汽车制造：环氧树脂可以用于汽车零部件的制造，如发动机部件、刹车系统部件等。

4.航空航天：环氧树脂可以用于飞机和火箭零部件的制造。

5.医疗器械：环氧树脂可以用于制造医疗器械，如人工关节、牙科材料等。

五、注意事项1.环氧树脂在固化过程中会释放出小分子化合物，因此需要保证操作环境通风良好。

2.环氧树脂在接触皮肤或眼睛时可能会引起过敏反应，因此需要避免直接接触。

3.环氧树脂在高温下容易分解，因此需要避免长时间处于高温环境中。

石墨烯复合材料的制备及其力学性能研究一、引言石墨烯具有优异的力学性能和化学性质，被认为是一种理想的强化相。

目前，采用石墨烯作为复合材料增强相的研究已经受到广泛关注。

本文将讨论石墨烯复合材料的制备方法，并探究其在力学性能方面的表现。

二、石墨烯复合材料的制备方法石墨烯的制备方法多种多样，如化学气相沉积法（CVD）、机械剥离法和化学还原法等。

在石墨烯复合材料的制备中，涂布法、溶胶凝胶法和层层自组装法得到了广泛应用。

1. 涂布法涂布法是将石墨烯直接涂覆在基体表面制备复合材料的方法。

涂布过程需要控制好石墨烯的分散度和厚度，以获得理想的增强效果。

此外，石墨烯的厚度和分散度还会受到涂布工艺和基体性质的影响。

2. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是通过化学反应将石墨烯纳入在溶胶凝胶微观内部，再制备石墨烯复合材料的一种方法。

溶胶凝胶法可以控制石墨烯的形貌和分散度，从而得到高性能的复合材料。

但是，其制备过程复杂，且需要进行高温脱模步骤，增加了生产成本。

3. 层层自组装法层层自组装法是将石墨烯层层覆盖在基体表面，逐层制备复合材料的一种方法。

其制备过程灵活，可以调控复合材料的厚度和石墨烯的分散度。

但是，由于层层自组装的化学反应需要时间较长，限制了该方法在大规模生产中的应用。

三、石墨烯复合材料的力学性能表现石墨烯具有极高的强度和刚度，加入石墨烯的复合材料也具备优异的力学性能。

石墨烯复合材料可以提高基体的强度、刚度和耐磨性，从而扩展了其在结构材料和电子器件方面的应用。

1. 强度增强效果通过石墨烯增强的复合材料，可以大大提高基体的屈服强度和极限强度。

研究表明，石墨烯含量为0.5%时，陶瓷复合材料的强度可以提高40%以上。

此外，石墨烯复合材料的强度增强效果还与石墨烯的分散度和形貌有关。

2. 刚度增强效果石墨烯具有极高的刚度，加入石墨烯的复合材料也可以显著提高基体的刚度。

研究表明，石墨烯含量为0.7%时，铝合金复合材料的刚度可以提高20%以上。

三种环氧树脂基复合材料的力学性能研究环氧树脂基复合材料是一种新型功能材料，已经在航空航天、电子、建筑、汽车以及医疗等行业中得到广泛应用。

为了研究环氧树脂基复合材料的力学性能，本研究选用了三种不同的环氧树脂基复合材料，研究了它们的拉伸性能、抗压性能和劈裂性能。

第一种环氧树脂基复合材料由环氧树脂、酚醛树脂和玻璃纤维组成，该材料表面有着良好的光洁度和耐磨性，具有优良的附着性和冲击性能，适合制作各种型号的工具。

实验中发现，在最大拉伸负荷（MLT）为600MPa的条件下，第一种环氧树脂基复合材料的拉伸模量为18.5GPa，屈服强度为3.2GPa，屈服延伸率为12.8%，断裂伸长率为62.1%。

第二种环氧树脂基复合材料由环氧树脂、石墨烯和聚碳酸酯组成，具有良好的机械强度和良好的抗老化性能。

实验中发现，在最大拉伸负荷（MLT）为450MPa的条件下，第二种环氧树脂基复合材料的拉伸模量为14.6GPa，屈服强度为7.2GPa，屈服延伸率为48.4%，断裂伸长率为77.3%。

第三种环氧树脂基复合材料由环氧树脂、聚氨酯及碳纤维组成，具有优良的力学性能和耐腐蚀性能。

实验中发现，在最大拉伸负荷（MLT）为400MPa的条件下，第三种环氧树脂基复合材料的拉伸模量为17.2GPa，屈服强度为4.6GPa，屈服延伸率为40.8%，断裂伸长率为59.6%。

以上三种环氧树脂基复合材料的拉伸性能、抗压性能和劈裂性能等都具有一定的可靠性，可以满足多种应用需求。

针对不同性能的环氧树脂基复合材料，研究人员可以结合实际应用需求，选择合适的材料，并通过改变材料组成和处理工艺，改善材料的性能。

综上所述，环氧树脂基复合材料具有良好的力学性能和耐腐蚀性能，因此可以在航空航天、电子、建筑、汽车以及医疗等行业中得到广泛应用。

未来对环氧树脂基复合材料力学性能的研究还需要进行更深入的研究，以期开发出更高性能的环氧树脂基复合材料。

本研究仅就三种环氧树脂基复合材料进行了拉伸性能、抗压性能和劈裂性能的研究，并就其力学性能进行了分析研究。

石墨堆积结构石墨堆积结构是指由多层石墨片堆积而成的一种特殊结构。

石墨是一种由碳元素构成的晶体结构，其分子由层状结构的石墨片组成。

而石墨片之间的堆积方式决定了石墨的物理性质和应用价值。

石墨堆积结构具有以下几个特点。

首先，石墨片之间存在着较弱的范德华力，使得石墨片能够相对容易地堆积在一起。

其次，石墨片之间的堆积方式可以分为ABAB和ABCABC两种。

在ABAB堆积方式中，石墨片的排列呈现出交错的规律，而在ABCABC堆积方式中，石墨片的排列则呈现出紧密堆积的状态。

不同的堆积方式会直接影响到石墨的晶体结构和性能。

最后，石墨堆积结构中的石墨片之间存在着一定的间隙，这些间隙可以用来存储其他分子或离子，从而赋予石墨更多的功能。

由于石墨具有良好的导电性、导热性和润滑性，石墨堆积结构在许多领域具有重要的应用价值。

首先，石墨堆积结构可以用于制备石墨烯。

石墨烯是一种由单层石墨片组成的二维材料，具有出色的电子输运性能和力学性能。

其制备方法之一就是通过石墨堆积结构的剥离来获得单层石墨片。

石墨烯在电子器件、催化剂、超级电容器等领域具有广泛的应用前景。

石墨堆积结构还可以用于制备石墨氧化物。

石墨氧化物是一种由石墨片与氧化物层交替堆积而成的复合材料。

通过控制石墨片和氧化物层的堆积方式和比例，可以调控石墨氧化物的结构和性能。

石墨氧化物在锂离子电池、超级电容器、催化剂等领域具有广泛的应用前景。

石墨堆积结构还可以用于制备石墨复合材料。

石墨复合材料是指将石墨片与其他材料（如金属、陶瓷、聚合物等）组合在一起形成的复合材料。

通过调控石墨片的堆积方式和比例，可以调节石墨复合材料的导热性能、力学性能和化学稳定性。

石墨复合材料在航空航天、电子器件、汽车工业等领域具有重要的应用价值。

石墨堆积结构是一种由多层石墨片堆积而成的特殊结构。

石墨堆积结构具有较弱的范德华力、不同的堆积方式和一定的间隙，这些特点赋予了石墨丰富的物理性质和应用价值。

石墨堆积结构可以用于制备石墨烯、石墨氧化物和石墨复合材料，这些材料在多个领域具有广泛的应用前景。