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Validation of experimental results for graphene oxide‐epoxy polymer nanocomposite through computational analysis
Journal of Polymer Science ( IF 3.9 ) Pub Date : 2020-12-05 , DOI: 10.1002/pol.20200442 Abhishek K. Pathak 1, 2 , Sanjay R. Dhakate 1, 2
Journal of Polymer Science ( IF 3.9 ) Pub Date : 2020-12-05 , DOI: 10.1002/pol.20200442 Abhishek K. Pathak 1, 2 , Sanjay R. Dhakate 1, 2
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The change in interfacial interaction behavior of epoxy resin nanocomposites with the incorporation of graphene oxide (GO) was explored experimentally and computationally. GO with different weight (wt) loading was incorporated in epoxy resin by a three‐way dispersion method. GO formed mechanical interlocking with epoxy resin, thereby resulting in a remarkable enhancement in mechanical and thermo‐mechanical properties of GO‐epoxy nanocomposite. In 0.3 wt% GO‐epoxy nanocomposites, improvement of 26.7% in flexural strength and 39.2% in flexural modulus was reported. Using dynamic mechanical analysis (DMA), thermomechanical analysis (TMA) and differential scanning calorimetry (DSC), glass transition temperature (Tg) of 182.7°C and maximum thermal stability was reported for 0.3% GO‐epoxy nanocomposite. The effect of GO on cross‐linking in GO‐epoxy nanocomposite was analyzed by DSC and Raman spectroscopy. The X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS) study was utilized to determine the interfacial interaction, and further was verified by density functional theory (DFT). By experimental and computational study, H‐bonding was observed to improve interfacial interaction in GO‐epoxy nanocomposite.
中文翻译：
通过计算分析验证氧化石墨烯-环氧聚合物纳米复合材料的实验结果
通过实验和计算研究了随着氧化石墨烯（GO）的掺入，环氧树脂纳米复合材料界面相互作用行为的变化。通过三向分散法将不同重量（wt）负载的GO掺入环氧树脂。GO与环氧树脂形成了机械联锁，从而显着提高了GO-环氧纳米复合材料的机械和热机械性能。在0.3 wt％的GO-环氧纳米复合材料中，弯曲强度提高了26.7％，弯曲模量提高了39.2％。使用动态力学分析（DMA），热力学分析（TMA）和差示扫描量热法（DSC），玻璃化转变温度（T g）为182.7°C，据报道0.3％的GO-环氧纳米复合材料具有最大的热稳定性。通过DSC和拉曼光谱分析了GO对GO-环氧纳米复合材料中交联的影响。X射线光电子能谱（XPS）研究用于确定界面相互作用，并进一步通过密度泛函理论（DFT）进行了验证。通过实验和计算研究，观察到氢键可改善GO-环氧纳米复合材料中的界面相互作用。
更新日期：2021-01-02
中文翻译：
通过计算分析验证氧化石墨烯-环氧聚合物纳米复合材料的实验结果
通过实验和计算研究了随着氧化石墨烯（GO）的掺入，环氧树脂纳米复合材料界面相互作用行为的变化。通过三向分散法将不同重量（wt）负载的GO掺入环氧树脂。GO与环氧树脂形成了机械联锁，从而显着提高了GO-环氧纳米复合材料的机械和热机械性能。在0.3 wt％的GO-环氧纳米复合材料中，弯曲强度提高了26.7％，弯曲模量提高了39.2％。使用动态力学分析（DMA），热力学分析（TMA）和差示扫描量热法（DSC），玻璃化转变温度（T g）为182.7°C，据报道0.3％的GO-环氧纳米复合材料具有最大的热稳定性。通过DSC和拉曼光谱分析了GO对GO-环氧纳米复合材料中交联的影响。X射线光电子能谱（XPS）研究用于确定界面相互作用，并进一步通过密度泛函理论（DFT）进行了验证。通过实验和计算研究，观察到氢键可改善GO-环氧纳米复合材料中的界面相互作用。
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