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石墨烯改性热固性树脂及其纤维复合材料的研究进展
1.引言
石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维晶体材料，被誉为“21世纪之材料”，具有优异的电学、热学和机械性能。石墨烯改性热固性树脂及其纤维复合材料已成为近年来材料领域的研究热点，具有广泛的应用前景。
2.石墨烯改性热固性树脂研究进展
热固性树脂是一种具有高强度、高刚度和高耐热性的聚合物材料，但其缺点是容易产生裂纹和失效，石墨烯的加入可以突破这一局限性。目前，石墨烯改性热固性树脂的研究主要集中在环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等方面。
2.1环氧树脂
环氧树脂是一种常用的热固性树脂，其改性可以大大提高材料的性能。石墨烯的加入可使环氧树脂的力学性能、导热性能和耐磨性能得到显著提高。例如，齐洛夫等研究人员在环氧树脂中加入0.3%石墨烯纳米片后，其拉伸强度和模量分别提高了24%和33%。
2.2酚醛树脂
酚醛树脂是一种高性能塑料，具有优异的热稳定性、抗氧化性和电气性能。石墨烯可以通过在酚醛树脂中加入石墨烯薄片或石墨烯氧化物等形式来实现对其改性。一些研究表明，石墨烯改性酚醛树脂的弯曲强度、冲击强度、热扩散系数和介电常数都有所提高。
2.3聚酰亚胺树脂
聚酰亚胺树脂是一种新型热固性材料，具有高温稳定性和强度。石墨烯的加入可以改善聚酰亚胺树脂的热稳定性和机械性能。例如，朝田、金等研究人员发现，在聚酰亚胺树脂中加入0.3%的石墨烯氧化物，其热失重温度提高了32℃，拉伸强度和断裂伸长率也相应提高了。
3.石墨烯改性热固性树脂纤维复合材料研究进展
纤维复合材料是由纤维增强材料和树脂基基质组成的复合材料，具有高强度、高模量、低密度等优点。石墨烯的加入可以改善树脂基基质的性能，提高纤维复合材料的性能，从而使其在航空、汽车等领域得到广泛应用。
3.1石墨烯改性碳纤维增强环氧树脂复合材料
环氧树脂是一种常用的树脂基基质，碳纤维是一种优良的纤维增强材料。石墨烯改性碳纤维增强环氧树脂复合材料的研究表明，石墨烯的加入可显著提高复合材料的强度和刚度，同时保持其低密度和高耐热性。
3.2石墨烯改性玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料
酚醛树脂是一种常用的耐热树脂，玻璃纤维是一种廉价的纤维增强材料。石墨烯的加入可以改善酚醛树脂的力学性能和磨损性能，提高玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料的强度和刚度。
3.3石墨烯改性碳纤维增强聚酰亚胺树脂复合材料
聚酰亚胺树脂具有优异的耐热性和力学性能，碳纤维是一种常用的高性能纤维增强材料。石墨烯的加入可以提高聚酰亚胺树脂的热稳定性和机械性能，使其在高温下仍能保持较好的性能。
4.结论
石墨烯改性热固性树脂及其纤维复合材料具有重要的应用前景，其改性可显著提高材料的强度、刚度、导热性能、耐磨性能和耐热性能等性能指标。在未来的应用中，需要进一步研究优化石墨烯改性树脂的制备工艺和性能，拓展其应用领域。