表面氨基链修饰氧化石墨烯对DGEBA/3,3''''-DDS环氧树脂涂层力学性能影响的研究

摘要

采用分子动力学模拟与实验测试相结合的方法对不同表面结构石墨烯改性的DGEBA/3,3’-DDS环氧树脂涂层性能进行研究。首先利用Materials Studio 2019软件建立了不同类型的环氧树脂复合材料模型,模拟不同温度下复合材料体系的内聚能密度、力学性能和形变的变化规律,确定力学性能最佳的复合材料体系。然后借助扫描电镜和力学性能测试手段对纯环氧树脂与表面氨基修饰氧化石墨烯(NH-GO)/环氧树脂涂层进行表面形貌及力学性能测试。结果表明,环氧树脂体系随着石墨烯组分的掺杂,内聚能密度和力学性能均得到了有效提高,随着体系温度的升高,其数值均呈现下降趋势。当温度为200K、掺杂了NH-GO的复合材料体系的力学性能最佳,内聚能密度最大为4.394×10^(8)J·m^(-3)。4种复合材料体系形变量随着体系温度的升高都是增大的,在低温条件下(T<350 K)呈现压缩状态,在高温条件下(T>350 K)呈现膨胀状态,NH-GO的掺杂可有效改善环氧树脂涂层在高温下易形变的不足,可使环氧树脂涂层的表面更加平整和致密,颗粒尺寸更加均匀。相比纯环氧树脂涂层,力学性能均得到了明显提升。以NH-GO作为增强相对DGEBA/3,3’-DDS环氧树脂进行改性可有效提高涂层的力学性能。