成果简介
长期以来，碳纳米材料在聚合物中的分散一直是一个挑战。本文，青岛大学李晓茹副教授团队在《J. Appl. Polym. Sci》期刊发表名为“The mechanical properties of polystyrene composites were improved by designing large-size 3D GO/CNTs hybrid aerogel reinforced by epoxy resin”的论文，研究以稳定的三维互联网络为增强骨架，制备了大规模环氧树脂增强GO/CNT气凝胶（GECA）。然后，通过在互连的GECA中原位聚合苯乙烯，制造了GECA/聚苯乙烯（GECA/PS）纳米复合材料。
结果表明，所获得的GECA表现出较高的压缩模量，没有明显的永久变形。此外，当GO和CNT与环氧树脂的比例为1:1时，所制备的GECA/PS的机械性能得到了明显的改善，复合材料的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度和冲击强度最高，分别为17.51MPa、33.01MPa、110.28MPa和4.169KJ/m2，分别增加了113.0%、76.1%、147.5%和99.5%。
图文导读
图1、GECA/PS复合材料的制备流程
图2、样品的FTIR光谱、拉曼光谱和XRD图谱
图3、显示了各种复合材料断裂表面的SEM图像。
图4、气凝胶压缩的应力-应变曲线（a）GOCA，（b）GECA-1，（c）GECA-2和（d）GECA-3。
图5、应力和模量的机械性能变化图
图6、GOCA和GECA增强复合材料的失效模式图.
小结
本文综述了一种大尺寸气凝胶增强聚苯乙烯纳米复合材料的制备方法。该方法易于制造，可靠，成本低且环保。研究了环氧树脂增强石墨烯碳纳米管复合气凝胶和环氧树脂用量对气凝胶形貌的影响。讨论了复合材料的破坏机理。力学性能测试表明，当GO和CNTs与环氧树脂的比例为1：1时，GECA-1/PS纳米复合材料的拉伸、弯曲、压缩和冲击强度分别比PS高113.0%、76.1%、147.5%和99.5%。弹性模量、弯曲模量和压缩模量分别提高了59.05%、95.91%和87.52%。因此，该方法为大规模、低成本制备多功能集成复合材料提供了新的思路。
文献：https://doi.org/10.1002/app.54284
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