摘要: 近些年来，由于氧化石墨烯(GO)轻质优异的机械性能、优良的溶液分散性等一系列优点，使得其成为构筑仿贝壳珍珠母复合材料的理想增强填料之一。本课题基于GO表面的多种含氧官能团和聚合物基质之间可以以H键的方式来提高界面相互作用力这一设计理念，采... 展开 近些年来，由于氧化石墨烯(GO)轻质优异的机械性能、优良的溶液分散性等一系列优点，使得其成为构筑仿贝壳珍珠母复合材料的理想增强填料之一。本课题基于GO表面的多种含氧官能团和聚合物基质之间可以以H键的方式来提高界面相互作用力这一设计理念，采用自下而上的组装形式，将GO片层结构基元与柔性聚合物通过真空抽滤的方法，获得仿贝壳珍珠母层状复合材料。 (1) 以GO片层为“砖”，天然生物材料海藻酸钠(SA)为“灰”，将两者共混后，通过真空抽滤法制备了GO和SA仿贝壳珍珠母复合薄膜，最后，使用碘化氢(HI)对薄膜进行还原。采用场发射扫描电镜对薄膜横截面形貌进行观察；采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱(XPS)等手段对其官能团的变化情况进行表征；利用拉力测试仪对其机械性能进行测试。结果表明，这种薄膜具有明显的层状结构，这种独特层状结构的形成显著地提高了GO基复合薄膜的机械性能，此外，GO和SA之间H键的存在也有一定的协同增韧作用。 (2) 同样，通过真空抽滤的方法制备了GO和聚丙烯酸(PAA)的复合薄膜。通过优化GO与PAA的质量浓度比从而实现机械性能更高的复合薄膜的制备。这种薄膜具有明显的“砖-灰”仿贝壳珍珠母层状结构。此外，GO和PAA之间H键的存在也有一定的协同增韧作用。使用HI对薄膜进行还原，研究表明，还原后的薄膜不仅机械性能有了很大的提高，并具有一定的不沾水性和导电性。 本论文分别选用了两种不同类型聚合物与GO界面通过H键相互作用产生一定的协同增韧，制备得到GO基仿贝壳珍珠母复合薄膜，研究天然生物材料和合成树脂分别对GO基仿贝壳珍珠母复合材料机械性能的影响。该材料将在航空航天和民用工程领域有着广阔的应用前景。 收起