吉林化工学院Fan-Long Jin和英荷大学Soo-Jin Park等–硅烷化石墨烯和离子液体增强酚醛树脂的电性能和冲击强度

在本研究中，为了提高酚醛树脂的电学性能和冲击强度，通过热共混和压缩固化工艺，将石墨烯和离子液体3-癸基双（1-乙烯基-1H-咪唑-3-溴化铵）（C₁₀[VImBr]₂）混合，制备了酚醛树脂基复合材料。使用硅烷偶联剂对石墨烯表面进行改性。研究了石墨烯和C₁₀[VImBr]₂对PF/石墨烯和PF/石墨e/C₁₀[VImPr]₂复合材料的电学性能、电磁屏蔽效率、热稳定性、冲击强度和形态的协同作用。研究发现，随着石墨烯含量从0增加到15 wt%，复合材料的电导率从2.3×10^-10显著增加到4.14×10^-3 S/m，随着添加5 wt%的C₁₀[VImBr]₂，电导率进一步增加到0.145 S/m。当石墨烯含量从0增加到15时，复合材料的电磁屏蔽效率从4.70提高到28.64dB，而当石墨烯的含量从0提高到15时复合材料的冲击强度从0.59显著提高到1.13kJ/m²，当C₁₀[VImBr]₂的含量为5时，复合材料的冲击强度达到1.53kJ/m²。PF/GNP/C₁₀[VImBr]₂复合材料的扫描电子显微镜图像显示出具有大量微裂纹的粗糙形态。

图1.（a）PF、（b）C₁₀[VImBr]₂和（c）KH-570的化学结构。

图2. 石墨烯、KH-570和硅石墨烯的FTIR光谱。

图3.石墨烯和硅石墨烯的高分辨率XPS光谱：（a）调查，（b）C_1s，（c）O_1s和（d）Si_2p光谱。

图4. （a，b）（a）石墨烯和（b）硅石墨烯的SEM图像（放大40000倍；比例尺=200nm）。（c，d）（c）石墨烯和（d）硅石墨烯的EDX图谱。

图5. （a，b）（a）PF/Si石墨烯和（b）PF/Si-石墨烯/C₁₀[VImBr]₂复合材料的电导率。（c，d）（c）PF/Si石墨烯和（d）PF/Si-石墨烯/C₁₀[VImBr]₂复合材料的电磁屏蔽效率。（e–g）（e）PF/Si石墨烯和（f）PF/Si-石墨烯/C₁₀[VImBr]₂复合材料以及（g）石墨烯和PF的TGA热谱图。

图6. PF/Si石墨烯复合物和PF/Si石墨烯/C₁₀[VImBr]₂复合物的SEM显微照片：（a）原始PF，和（i）15wt%的Si石墨烯+9wt%的C₁₀[VImBr]₂（放大倍数：×2000）。

相关研究成果由吉林化工学院Fan-Long Jin和英荷大学Soo-Jin Park等人2023年发表在ACS Omega (链接: https://doi.org/10.1021/acsomega.3c05198)上。原文：Enhanced Electrical Properties and Impact Strength of Phenolic Formaldehyde Resin Using Silanized Graphene and Ionic Liquid