石墨烯和碳纳米管（CNT）改性玻璃纤维/聚酯复合材料在常温和湿热老化条件下的抗静电性能

《Polymer Composites》：Anti-Static Performance of Graphene and Carbon Nanotube (CNT) Tailored Glass Fiber/Polyester Composites Under Ambient and Hygrothermal Aging Conditions

玻璃纤维增强复合材料通过添加0.03wt%碳纳米管或0.75%石墨烯改性，使其表面和体积电阻率降至10^6-10^7Ω范围，具备抗静电性能。研究还分析了湿热老化（30℃和60℃）对材料抗静电性能及力学性能的影响，利用SEM观察 fractured surface 的微观形貌。

　　

摘要

玻璃纤维增强聚合物（GFRP）复合材料在各种结构应用中的使用日益增多。然而，由于其较差的导电性，使用过程中产生的静电会在部件表面积聚，从而引发诸如电击、火灾或爆炸等不良静电事件，导致人员和财产的重大损失。抗静电GFRP复合材料可以通过消散这些静电来解决这一问题。在本研究中，我们利用石墨烯和碳纳米管（CNT）来提高普通GFRP的导电性，使其具备抗静电性能。为此，我们在基体中添加了0.03%（质量分数）的CNT或0.75%的石墨烯。添加这些材料后，GFRP的表面电阻率（SR）和体积电阻率（VR）均降至10⁶–10⁷欧姆范围内，材料因此具备了抗静电特性。抗静电GFRP复合材料的弯曲性能和动态力学性能也得到了显著提升。为了考察温度和湿度对抗静电性能的影响，我们在30°C和60°C两种不同温度下进行了湿热老化实验。

研究亮点

• 通过用石墨烯或碳纳米管改性聚酯树脂实现了抗静电性能。
• 研究了湿热老化对抗静电性能的影响。
• 利用扫描电子显微镜（SEM）分析了断裂表面的形貌。
• 对抗静电GFRP复合材料的力学性能和动态力学性能进行了研究。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

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