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第 3 期 吕生华，等: 聚丙烯/氧化石墨烯复合材料的制备、结构及性能 ·411·

了一个较弱的吸收峰，这是 GO 与 PP 结合后形成— 0.4%后，PP/GO 复合材料的冲击强度开始减小。结果
1
C==O 的伸缩振动特征峰，1460 及 1375 cm 处是— 表明，PP/GO 复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击
CH 2 —及—CH 3 的吸收峰，1164、1108 和 1020 cm 1 强度比起对照样品有明显提高，其增加幅度与 GO 掺
处是—C—O—C—伸缩振动峰。PP/GO 复合材料与 量有关系，当 GO 掺量在 0.4%时，PP/GO 复合材料
PP 的 FTIR 区别在于，PP/GO 的 FTIR 谱图中有了 的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度增加效果最好。
羟基和羰基及醚键的吸收峰。从 FTIR 谱图可知，
在 PP/GO 复合材料中 GO 纳米片层与 PP 之间形成
了化学作用，主要是空气中氧气存在下，PP 在高温
较长时间的混炼过程中发生热降解、力学降解及氧
化降解反应，同时产生自由基、过氧基、羧基、羟基
等中间体及基团 [29-30] ，这些均可与 GO 中的碳碳双
键、环氧基、羟基、羧基等发生自由基偶合、酯化等
反应。同时，GO 存在明显亲水性和亲油性，GO 片
层上的含氧基团主要分布在其边缘部分，GO 片层上
含氧基团相互反应后其疏水部分容易与 PP 树脂分子
融合与交织。

图 5 PP/GO 复合材料的力学性能

Fig. 5 Mechanical properties of PP/GO composites
图 4 PP 及 PP/GO 复合材料的 FTIR 图
Fig. 4 FTIR spectra of PP and PP/GO composites 2.4 PP/GO 复合材料的热学性能

2.3 PP/GO 复合材料的力学性能 PP/GO 复合材料的热导率和阻燃性能检测结果
图 5 为 PP/GO 复合材料的力学性能。图 5a 为 如图 6 所示。结果表明，PP/GO 复合材料的热导率
GO 掺量对 PP/GO 复合材料的拉伸强度和弯曲强度 λ 随着 GO 掺量增加而增加。这是因为 GO 纳米片层
的影响。从图 5a 可以看出，随着 GO 掺量从 0.1% 具有良好的导热性能，在 GO 掺量为 0.4%时热导率
增加到 0.4%，PP/GO 复合材料的拉伸强度和弯曲强 增加幅度较大，比对照样品增加了 205.3%。这是由
度依次增加，而且依次增加的幅度较大；GO 掺量 于 GO 纳米片层在 PP 树脂中均匀分散形成了连续的
在 0.4%~0.6%时，PP/GO 复合材料的拉伸强度和弯 体系，传热效果较好。同样，PP/GO 复合材料的阻
曲强度依然依次增加，但增幅明显减小；GO 掺量
为 0.6%~1.0%时，PP/GO 复合材料的拉伸强度和弯
曲强度不再增加，维持不变。当 GO 掺量为 0.4%时，
PP/GO 复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别为 54.3
和 40.2 MPa，分别比未掺入 GO 的对照样品提高了
29.6%和 33.6%。图 5b 为 GO 掺量对 PP/GO 复合材
料的冲击强度的影响。GO 掺量从 0.1%增加到 0.4%
时，PP/GO 复合材料的冲击强度增加且增幅较大，
当 GO 掺量为 0.4%~0.6%时，PP/GO 复合材料的冲
击强度仍然增加但增幅明显变小，在 GO 掺量为 图 6 PP/GO 复合材料热导率和极限氧指数
2
0.4%时冲击强度达到了最大值，为 8.3 kJ/m ，比未 Fig. 6 Thermal conductivity and limit oxygen index of
掺入 GO 对照样品增加了 62.7%，当 GO 掺量大于 PP/GO composites