石墨烯-氧化石墨烯-环氧树脂复合涂层的表界面结构及其摩擦学性能的研究

摘要

通过化学改性和物理超声分散的方法将石墨烯和氧化石墨烯分别添加到环氧树脂中,以提升环氧树脂涂层的摩擦学性能.用扫描探针显微镜(SEM)表征了石墨烯和氧化石墨烯的形貌;用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)表征了石墨烯和氧化石墨烯化学改性前后的化学结构;用X射线光电子能谱仪(XPS)表征了复合涂层的组分;用UMT-3摩擦磨损试验机、表面轮廓仪和扫描电子显微镜研究了复合涂层的摩擦学性能.研究结果表明,石墨烯和氧化石墨烯的添加有效地减小了环氧树脂涂层的摩擦系数,增强了其耐磨性.此外,与石墨烯相比,氧化石墨烯能进一步改善环氧树脂涂层的摩擦学性能.当石墨烯的质量分数为0.5％,氧化石墨烯的质量分数为0.75％时,分别得到了平均摩擦系数最低、耐磨性能最好的的复合涂层.但是,当石墨烯的质量分数增加到0.75％、氧化石墨烯的质量分数增加到1％时,填料在环氧树脂中发生了团聚,降低了复合涂层的摩擦学性能.最后,基于本实验研究结果,进一步讨论了石墨烯/氧化石墨烯-环氧树脂的减摩抗磨机制.