對于大多數結構材料，獲得高強度和高韌性都是必不可少的，然而，這些屬性通常是互斥的。為解決聚乙烯醇（PVA）纖維增強水泥復合材料（FRCC）的強度和韌性之間的沖突，這里，在FRCC中引入了相對較弱的界面，即通過在PVA纖維表面上涂覆氧化的石墨烯納米片（OGN），以增強纖維附近的水泥基。OGNs之間的滑動引入了弱界面，而通過OGN與水泥之間的強相互作用，導致纖維附近的水泥基更加致密化。結果，這種OGNs涂覆層同時提高了PVA FRCC的拉伸強度（32.0％）和韌性（10.0％）。進一步研究表明，OGN層的氧化程度顯著影響他們之間的相互作用。使用L-抗壞血酸對OGN分別進行還原1分鐘和60分鐘，界面剪切強度分別降低了18.6％和21.7％。相應地，纖維附近的水泥基的孔隙率大大增加，剛度也明顯降低。
Figure 1. GO和rGO涂敷PVA纖維的過程示意圖：（a）原始PVA纖維，（b）鄰苯二酚和多胺改性的PVA纖維，（c）GO涂敷的PVA纖維和（d）rGO涂敷的PVA纖維。
Figure 2.（a）鄰苯二酚和多胺改性PVA纖維的表面粗糙度根光纖，（b）GO@PVA，以及（c）GO涂敷和非涂敷區域之間邊界的原子力顯微鏡測量的表面粗糙度。
Figure 3. （a）PVA，（b）GO@PVA，（c）rGO1@PVA和（d）rGO2@PVA的拉出纖維末端的表面形態。（e）PVA，（f）GO@PVA，（g）rGO1@PVA和（h）rGO2@PVA 拔出后中部的SEM圖像。
Figure 4. PVA/水泥經過（a）7天和（b）28天固化后的ITZ的BSE圖像。5個樣品經（c）7天和（d）28天固化后的孔徑尺寸分布情況。
該研究工作由澳大利亞莫納什大學Ezzatollah Shamsaei聯合Wenhui Duan課題組于2020年發表在Carbon期刊上。原文：Graphene-based modification on the interface in fibre reinforced cementitious composites for improving both strength and toughness。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
.jpg)
