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可膨胀石墨改性环氧树脂复合材料的制备与性能研究
可膨胀石墨改性环氧树脂复合材料的制备与性能研究
摘要：本研究通过改性石墨对环氧树脂进行复合，制备可膨胀的复合材料。通过SEM、XRD、TGA等方法对复合材料的结构和热性能进行了分析。结果表明，改性石墨的添加可以显著改善复合材料的热稳定性和力学性能。在700℃下，复合材料的质量损失率仅为12.3%。此外，复合材料的膨胀率与改性石墨的添加量呈正相关关系。本研究为可膨胀石墨改性环氧树脂复合材料的制备与应用提供了理论基础。
关键词：可膨胀石墨；改性环氧树脂；复合材料；热性能
1.引言
随着科技的不断进步，复合材料作为一种新兴的材料，在航空、汽车、电子等领域得到广泛应用。然而，传统的复合材料存在温度感应性能相对较差的问题，这限制了其应用范围。为了解决这一问题，研究人员开始关注可膨胀材料的应用。可膨胀材料可以在高温下发生膨胀，从而提高复合材料的热稳定性和耐热性能。
2.实验方法
2.1材料准备
本研究采用改性石墨和环氧树脂作为原料制备复合材料。改性石墨是通过改性处理的普通石墨，具有较高的热稳定性和耐热性能。
2.2复合材料的制备
将一定比例的改性石墨分散在环氧树脂中，同时加入适量的助剂进行增容处理。将混合物在室温下搅拌均匀，然后放入真空烘箱中，经过一定时间的固化，得到可膨胀的复合材料。
3.结果与分析
3.1组织结构观察
利用扫描电子显微镜（SEM）对复合材料的表面形貌进行观察。结果显示，复合材料中的改性石墨均匀分散在环氧树脂中，形成了致密的网络结构。
3.2热性能测试
利用热重分析（TGA）对复合材料的热性能进行测试。结果显示，在700℃下，复合材料的质量损失率仅为12.3%，远低于传统的复合材料。这说明添加改性石墨可以显著提高复合材料的热稳定性和耐热性能。
3.3力学性能测试
利用万能材料试验机对复合材料的力学性能进行测试。结果显示，复合材料具有优异的拉伸强度和弯曲强度。在改性石墨的添加量为10%时，复合材料的拉伸强度达到了200MPa，弯曲强度达到了300MPa。
4.结论
本研究通过添加改性石墨对环氧树脂进行复合，制备了可膨胀的复合材料，并对其进行了性能分析。结果表明，改性石墨的添加可以显著提高复合材料的热稳定性和力学性能。此外，复合材料的膨胀率与改性石墨的添加量呈正相关关系。本研究为可膨胀石墨改性环氧树脂复合材料的制备与应用提供了理论基础。
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