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亚微米尺寸、高结晶度石墨烯增强间位芳纶纤维力学性能
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作者 高振飞 宋清泉 +8 位作者 肖志华 李兆龙 李涛 罗家俊 王珊珊 周万立 李兰英 于俊荣 张锦 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第10期134-143,共10页
芳纶纤维具有优异的综合性能,在各种工业应用中备受青睐。其中,间位芳纶纤维,也称聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)纤维,兼具阻燃、耐高温、电隔离和高化学稳定性。其织物材料广泛应用于防火、防热等行业。然而,由于分子链中酰胺和苯环键之... 芳纶纤维具有优异的综合性能,在各种工业应用中备受青睐。其中,间位芳纶纤维,也称聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)纤维,兼具阻燃、耐高温、电隔离和高化学稳定性。其织物材料广泛应用于防火、防热等行业。然而,由于分子链中酰胺和苯环键之间缺乏偶联,内旋能低,导致PMIA纤维链段柔软、结晶度低,展现出较低的机械强度。因此,迫切需要改善这些纤维的机械特性,以扩大其应用范围。纳米复合材料的可以赋予基体材料许多独特特性。其中,石墨烯纳米复合材料占据突出地位。石墨烯面内的苯环结构使其可以有效增强芳香族和脂肪族类聚合物材料。此外,与大尺寸的石墨烯相比,小尺寸的石墨烯在聚合物基体中表现出更好的分散性,可在纤维类聚合物材料中展现出更明显的增强效应。因此,使用高品质、小尺寸的石墨烯是增强聚合物基体的有效手段。我们的研究展示了亚微米尺寸的石墨烯如何改善PMIA纤维的结构完整性和增加机械强度。结果显示,与未改性的PMIA纤维相比,拉伸强度显著提高46%。鉴于该方法的有效性,可以采用此种“小尺寸、高品质”的石墨烯来开发更强韧且更具商用价值的碳基纳米复合纤维。 展开更多
关键词 亚微米级石墨烯 间位芳纶纤维 剪切分散 拉伸强度 内部结构优化
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