自组装ANFs/GO复合薄膜的结构与纳米压痕力学性能

摘要：

将氧化石墨烯(GO)在氢氧化钾/二甲基亚砜中分散并与对位芳纶聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)聚阴离子分散液混合得到稳定分散的复合分散液,将该复合分散液通过去离子水处理并利用自组装方法制备由直径为40 nm左右的高长径比芳纶纳米纤维(ANFs)和表面无羧基、羟基含量相对增多的部分脱氧GO(DGO)组成的复合薄膜.对系列复合薄膜进行电子显微镜观察和光谱学分析发现ANFs与DGO间通过氢键和 π-π 堆叠相互作用紧密结合形成多层结构.采用纳米压痕技术测试旋涂自组装方法制备的薄膜的微观力学性能,发现薄膜弹性模量和纳米硬度在GO用量为PPTA质量的1.5%时,分别达到了32 GPa和1.5 GPa,较未加GO的ANFs提升了104%和87.5%,表明ANFs与GO形成的DGO之间具有较强的协同增强作用.这种具有高硬度、高弹性模量的新型复合材料有望在个体防护、船壳材料、航空航天等领域发挥重要作用.

关键词：芳纶、石墨烯、复合、薄膜、自组装、结构、纳米压痕、力学性能

所属期刊栏目：45

分类号：TQ342.7

在线出版日期：2017-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：35-41