项目名称：石墨烯基高效增韧剂的原位制备及改性环氧树脂研究
项目级别：地市级
起止时间：2021.1-2023.1
项目团队人员：薛刚、孙明明、张斌、张绪刚、李坚辉、王磊、赵明、宋彩雨、刘彩召、邢继烨、史利利
成果简介： 本项目拟将高强度的石墨烯结构与柔性橡胶大分子结构通过异氰酸酯偶联剂联结成一体，制备一种新型的、仿“八爪鱼”结构的石墨烯基增韧剂。该增韧剂以高强度的石墨烯为“八爪鱼的身体”（承力中心），以橡胶长链为“柔性触手”（增韧与力传导），以长链末端可与基体树脂反应的活性基团为“吸盘”（改善界面作用力）。特殊的结构可以使两者兼具的增韧效果协同发挥，同时使石墨烯可提高基体强度和耐温性的特点与橡胶大分子会降低基体强度和耐热性的特点互补，用于环氧树脂改性时预计可达到低添加量、高效增韧同时不影响基体耐热性和力学性能的目标。
为了追求石墨烯在基体树脂中的良好分散，本项目拟在增韧剂合成反应的后期直接加入环氧树脂或固化剂，一方面可以避免干燥过程中氧化石墨烯的不可逆堆叠以及接枝的橡胶分子链的团聚，另一方面可以使增韧剂末端的活性基团提前与环氧树脂或固化剂发生反应，加强增韧剂分散性的同时增大两者相互作用力，以期制备出石墨烯基增韧剂良好分散、综合性能优异的环氧树脂复合材料。
本项目围绕“石墨烯基仿生增韧剂的制备及其对环氧树脂力学和耐温性能的影响”这一科学问题，从“石墨烯基增韧剂仿生结构设计、改性环氧树脂复合材料制备、增韧剂与环氧树脂界面相互作用、材料的测试与优化”等四个方面入手，制备韧性良好且力学强度和耐热性不受明显影响的环氧树脂复合材料，并深入探索其中规律和特点，为环氧树脂以及其他聚合物的增韧研究提供研究思路及实验支持。