石墨烯微片/聚碳酸酯复合材料的阻燃性能和电学性能研究

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20260528.002

复合材料科学与工程 ›› 2026, Vol. 0 ›› Issue (5): 9-15.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20260528.002

石墨烯微片/聚碳酸酯复合材料的阻燃性能和电学性能研究

费然¹, 李海军², 张江城^1*

1.湖北三峡职业技术学院,宜昌 443000;
2.三峡大学,宜昌 443000

收稿日期:2024-12-05 出版日期:2026-05-28 发布日期:2026-07-01
通讯作者: 张江城(1968—),男,学士,副教授,研究方向为电气自动化技术、机电一体化技术,feiran12345678987@163.com。
作者简介:费然(1983—),男,学士,讲师,研究方向为电子信息工程技术。
基金资助:
湖北省教育厅2023年教育智库研究重点委托项目子项目(HBZJZK2305);湖北省教育厅2021年百校联百县-高校服务乡村振兴科技支撑行动计划项目(BXLBX1338)

Research on the flame retardant and electrical properties of graphene nanosheets/polycarbonate composite materials

FEI Ran¹, LI Haijun², ZHANG Jiangcheng^1*

1. Hubei Three Gorges Polytechnic, Yichang 443000, China;
2. China Three Gorges University, Yichang 443000, China

Received:2024-12-05 Online:2026-05-28 Published:2026-07-01

摘要/Abstract

摘要： 本文制备了石墨烯微片(GNK)/聚碳酸酯(PC)复合材料,并研究了GNK对复合材料力学性能、阻燃性能和电学性能的影响。结果表明:GNK提高了复合材料力学性能、阻燃性能和导电性能。随着GNK加入,复合材料拉伸强度和弯曲强度先增大后降低;热释放速率(Heat Release Rate,HRR)、烟释放速率(Smoke Production Rate,SPR)和CO释放速率的峰值均减小,且峰值出现时间延长;总热释放量(Total Heat Release,THR)、总烟释放量(Total Smoke Release,TSR)和CO释放速率降低,极限氧指数(Limiting Oxygen Index,LOI)、火灾性能指数(Fire Performance Index,FPI)和阻燃等级提高;防静电性能提高,表面电阻率降低,电导率增大。当GNK添加量为6%时,复合材料综合性能最好,此时拉伸强度和弯曲强度最高,比空白样提高36.6%和16.2%,HRR、SPR和CO释放速率较小,LOI和FPI较高,阻燃等级达到V-0级,且具备较好的防静电性能。

关键词: 石墨烯, 聚碳酸酯, 力学性能, 阻燃性能, 电学性能, 防静电性能

Abstract: The graphene nanosheets (GNK)/polycarbonate (PC) composite materials were prepared in this article and the effects of GNK on mechanical properties, flame retardant performance, and electrical performance of the composite materials were studied. The results indicate that GNK improves the mechanical properties, flame retardant performance, and electrical conductivity of composite materials. With the addition of GNK, the tensile strength and bending strength of the composite material first increase and then decrease;the peak values of the heat release rate (HRR), smoke productionrate (SPR), and CO release rate decrease, and the peak appearance time is delayed;the total heat release (THR), total smoke release (TSR), and CO release rateare reduced, whilethe limiting oxygen index (LOI), fire performance index (FPI), and flame retardant rating are enhanced;the anti-static performance improves, its surface resistivity decreases, and its conductivity increases. When the GNK addition is 6%, the composite material has the best comprehensive performance, with the highest tensile strength and bending strength, which are 36.6% and 16.2% higher than the blank sample. The HRR, SPR, and CO release rates are relatively low, LOI and FPI are high, the flame retardant level reaches V-0 level, and it has good anti-static performance.

Key words: graphene, polycarbonate, mechanical property, flame retardant performance, electrical performance, anti-static performance

中图分类号:

TB332

费然, 李海军, 张江城. 石墨烯微片/聚碳酸酯复合材料的阻燃性能和电学性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2026, 0(5): 9-15.

FEI Ran, LI Haijun, ZHANG Jiangcheng. Research on the flame retardant and electrical properties of graphene nanosheets/polycarbonate composite materials[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2026, 0(5): 9-15.

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石墨烯微片/聚碳酸酯复合材料的阻燃性能和电学性能研究

Research on the flame retardant and electrical properties of graphene nanosheets/polycarbonate composite materials

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