电气和热触发的三维石墨烯泡增强形状记忆力环氧复合材料
Adeyinka Idowu1, Tony Thomas1, Jenniffer Bustillos1
1Plasma Forming Laboratory, Department of Mechanical and Materials Engineering, Florida International University, Miami, FL 33174, USA.
Polymers
|July 14, 2023
概括
这项研究使用3D石墨烯泡 (GrF) 增强形状记忆聚合物 (SMP) 环氧复合材料. 增强材料显示了改善的热和电导率,更快的形状恢复,以及用于先进应用的自我愈合特性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 形状记忆聚合物 (SMP) 环氧复合材料提供应变恢复,但恢复速度缓慢,机械性能差.
- 现有的SMP需要大幅改进,以实现实用,广泛的功能应用.
- 3D石墨烯泡 (GrF) 提出了一种新的增强策略,以克服这些局限性.
研究的目的:
- 研究3D石墨烯泡 (GrF) 对形状记忆聚合物 (SMP) 环氧复合材料的增强作用.
- 为了提高SMP环氧复合材料的热导率,电导率和形状恢复性能.
- 为了证明GrF增强的SMP环氧复合材料在双触发和自我修复应用中的潜力.
主要方法:
- 用不同重量百分比的3D石墨烯泡 (GrF) 加固的SMP环氧复合材料的制造和分析.
- 热导率,电导率,玻璃过渡温度 (Tg) 和形状恢复率的表征.
- 研究转换温度对形状恢复率的影响,并证明自我修复能力.
主要成果:
- 微量添加0.13重量%的GrF将玻璃过渡温度 (Tg) 提高了19%.
- GrF增强导致热导率增加了57% (在70°C时为0.296 W mK-1) 和显著的电导率.
- GrF-SMP环氧复合材料在形状回收率上表现出显著的23%的改善,实现了最大的形状回收率.
结论:
- 3D石墨烯泡 (GrF) 是SMP环氧复合材料的高效增强剂,可显著改善其热电性能.
- 钢加强增强了形状恢复率和比率,解决了传统SMP的关键局限性.
- 由此产生的GrF环氧SMP复合材料展示了双触发和自我修复能力,为智能材料和系统的先进应用开辟了道路.
