磺酸基改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及其性能研究

刘军凯

(燕京理工学院 工学院，河北 燕郊 065201)

石墨烯对环氧树脂有增强作用，但是石墨烯与环氧树脂的相容性、石墨烯在环氧树脂中的团聚以及石墨烯与环氧树脂界面的结合力仍是目前急需解决的问题.因此，笔者从石墨烯功能化的角度出发，研究磺酸基改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料，进而提高复合材料的机械性能、耐热性和防腐蚀性能，获得综合性能良好的复合防腐蚀涂层.

1 实验内容

1.1 实验主要药品及设备

主要药品：氧化石墨烯粉末(>98%)，苏州恒球科技(中国石墨烯)有限公司；环氧树脂、固化剂、木质素磺酸钠、磷酸三丁酯，均为分析纯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司.

主要仪器：热失重分析仪(TG/DTA-6000)，美国PE公司；电化学工作站(Interface1000)，美国Gamry公司.

1.2 磺酸基改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备和表征

将木质素磺酸钠溶于水中，加入氧化石墨烯，超声完全分散2 h，60 ℃水浴，冷凝回流，搅拌反应4 h，再用无水乙醇和去离子水各离心洗涤3～5次，60 ℃下烘干保存，得到磺酸基改性氧化石墨烯(记为G-GO).

将G-GO含量(此含量是指G-GO占环氧树脂的质量分数)0.05%(0.002 5 g),0.10%(0.005 0 g),0.20%(0.100 0 g),0.30%(0.150 0 g),0.40%(0.020 0 g)和0.50%(0.025 0 g)的磺酸基改性氧化石墨烯/环氧树脂(记为G-GO/EP)分别置于适量(约50 mL)丙酮中，超声分散1 h，加入5 g环氧树脂，搅拌均匀，加入2.5 g固化剂和0.1 g消泡剂(磷酸三丁酯)，搅拌10 min，使其混合均匀，静置熟化30 min，即得到G-GO/EP复合涂料，分别记为0.05%G-GO，0.10%G-GO/EP，0.20%G-GO/EP，0.30%G-GO/EP，0.40%G-GO/EP，0.50%G-GO/EP.纯EP涂料中不添加G-GO(0.00%)，同样的方法制备复合涂料.根据 GB/T 1727-1992《漆膜一般制备法》中的漆膜刮涂法制备漆膜.

2 实验结果与讨论

分别对磺酸基改性……