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石墨烯聚氨酯纳米复合材料的制备及力学性能研究
石墨烯聚氨酯纳米复合材料的制备及力学性能研究
摘要：
石墨烯聚氨酯纳米复合材料是一种新型的纳米复合材料，具有优越的力学性能和独特的电磁性能。本文研究了石墨烯聚氨酯纳米复合材料的制备方法，通过控制制备工艺和调整复合材料的比例，实现了对复合材料力学性能的调控，并对其力学性能进行了测定和分析。
1.引言
石墨烯是一种二维的碳纳米材料，在近年来引起了广泛的研究兴趣。石墨烯具有极高的拉伸强度、优异的导电性和热导性，并且具有良好的柔性和韧性。聚氨酯是一种常用的工程塑料，具有良好的力学性能和耐热性。将石墨烯与聚氨酯复合制备成纳米复合材料，可以充分利用石墨烯的优异性能，并赋予聚氨酯更高的力学性能和电磁性能。
2.制备方法
本研究中，采用化学还原法制备石墨烯，并将其与聚氨酯进行混炼，通过调整石墨烯的掺量和聚氨酯的比例，实现对复合材料性能的调控。化学还原法制备的石墨烯具有较高的品质，并且可以通过控制石墨烯的层数、尺寸和形态，实现对纳米复合材料结构的调控。
3.结果与讨论
通过扫描电子显微镜(SEM)观察石墨烯聚氨酯复合材料的表面形貌，发现石墨烯均匀分散在聚氨酯基体中，形成了一种三维的网络结构。通过拉伸测试和弯曲测试，测定了石墨烯聚氨酯复合材料的力学性能。结果表明，石墨烯的引入显著提高了复合材料的力学性能，拉伸强度、弯曲强度和断裂韧性都得到了明显的增强。这是因为石墨烯具有高强度的平面结构和柔性的碳原子层之间的键合强度。
4.结论
石墨烯聚氨酯纳米复合材料通过化学还原法制备，实现了石墨烯与聚氨酯的协同增强效果。石墨烯的引入提高了复合材料的力学性能，使其具有更高的拉伸强度、弯曲强度和断裂韧性。这些优异的力学性能为石墨烯聚氨酯纳米复合材料在汽车、航空航天和电子行业等领域的应用提供了新的可能性。
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