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利用广西特色资源剑麻纤维(SF)制备剑麻纤维素微晶(SFCM),采用γ--氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)对SFCM的表面进行改性,制备改性剑麻纤维素微晶(MSFCM);采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),通过KH550与GO反应制备改性氧化石墨烯(MGO)。通过模压成型方法分别制备MSFCM/PF复合材料、MGO/PF复合材料、MGO-MSFCM/PF复合材料,研究SFCM和GO的改性对酚醛树脂复合材料性能的影响,并重点研究MSFCM与MGO协同增强酚醛树脂复合材料的性能。 1.采用KH550对SFCM、GO分别处理。通过FT-IR、XPS、TGA和XRD表征其结构性能。结果表明:KH550与SFCM、GO之间均是通过形成Si-O-C共价键结合,说明KH550分别成功接枝到SFCM、GO上,并且GO比SFCM具有更高的接枝率;改性后的SFCM、GO的热性能均有提高,特别是GO效果显著;SFCM的改性反应发生在表面,其晶体结构没有变化,而GO改性后部分GO有序度增加,出现微弱的石墨峰, 2.SFCM经过表面改性后,MSFCM/PF复合材料的性能有显著提高。与SFCM/PF复合材料相比,MSFCM/PF复合材料的冲击强度提高了34.04％,弯曲强度提高了16.28%,摩擦系数更为稳定,形变率降低了21.43%,松弛模量提高了23.35%。当MSFCM加入量为6%时,复合材料的力学性能较好,摩擦系数维持在0.36～0.44之间,体积磨损率降低了15%。蠕变性能和应力松弛性能随着MSFCM的含量增加而逐渐提高,当MSFCM加入量为10%时,蠕变的形变率降低了45.83%,松弛模量提高了一倍。 3.GO的改性对酚醛树脂复合材料性能有显著提高,相比于GO/PF复合材料,MGO/PF复合材料的冲击强度提高了24.32%,弯曲强度提高了10.95%,弯曲模量提高了21.21%,形变率降低了40.79%,松弛模量提高了42.22%。不同含量的MGO与酚醛树脂共混制备的复合材料的力学性能比纯酚醛树脂复合材料都有提高,其中当MGO含量为3%时,复合材料的冲击强度提高了45.5%;弯曲强度了36.69%,弯曲模量提高了26.70%。;MGO含量为3%和4%时,复合材料的摩擦性能较好,具有比较高摩擦系数和比较低的磨损率,而且摩损面较为平整;当MGO含量为4%时,复合材料具有最低的形变率和最高的松弛模量。 4.固定MSFCM含量为6%,改变MGO含量,研究两者协同增强复合材料的性能。结果表明:MGO-MSFCM/PF复合材料的力学性能、蠕变性能和应力松弛性能都比MSFCM/PF复合材料的优异,当MGO含量为3%时,冲击强度提高将近12.63%;弯曲强度提高了14.20%,弯曲模量提高了27.19%。随着MGO含量的增加,MGO-MSFCM/PF复合材料的蠕变性能和应力松弛性能逐渐提高,表明纳米粒子和微纤维起到了协同增强作用,表面改性使得复合材料的界面作用增强。