高强韧性聚乳酸/功能化石墨烯复合材料的制备与力学性能

摘要

通过溶液共混法制备了化学共价功能化改性石墨烯片(fGO)掺杂的聚乳酸(PLA)复合材料(PLA/fGO).分别采用红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测试表征了fGO的表面结构及性质,以及fGO的含量对PLA/fGO复合材料力学性能和断面形貌的影响.FTIR和AFM测试证实氧化石墨烯(GO)已成功获得功能化改性,其在溶剂中能均匀分散和剥离,厚度约为70 nm左右.XRD和SEM分析表明,fGO在基体PLA中分散均匀.力学性能测试表明,PLA/fGO复合材料具有较高的强度和韧性,复合材料的屈服强度随着fGO含量的增大而增大,当加入质量分数为7％的fGO时,复合材料的屈服强度较纯PLA提高了62.9％;断裂伸长率则随着fGO的加入先下降后增大,这与GO表面的柔性链对基体韧性的贡献有关.