本研究通過離子熱合成法成功剝離氟化石墨，制備出少層氟化石墨烯（FG-IL），并將其應(yīng)用于環(huán)氧樹脂涂層中，顯著提升了涂層的抗磨性能。研究結(jié)果表明，F(xiàn)G-IL在環(huán)氧樹脂中具有良好的分散性和界面相容性，且在摩擦過程中能夠形成保護膜，展現(xiàn)出優(yōu)異的抗磨性能。

1、氟化石墨烯（FG）是一種重要的石墨烯衍生物，因其具有高機械強度、高熱穩(wěn)定性和超疏水性等特點，被認為是一種理想的納米復(fù)合材料、超級電容器和潤滑劑材料。然而，F(xiàn)G在環(huán)氧樹脂涂層中的分散性較差，限制了其在抗磨應(yīng)用中的廣泛使用。

2、剝離和氟化是制備FG的兩個主要過程。傳統(tǒng)的剝離方法（如機械剝離和液相剝離）存在效率低、難以大規(guī)模生產(chǎn)等問題。此外，F(xiàn)G在水和有機溶劑中的分散性較差，需要開發(fā)一種高效、低成本的制備方法，以實現(xiàn)FG在復(fù)合涂層中的均勻分散。

  本研究采用離子熱合成法剝離氟化石墨，制備出少層FG-IL納米片，并將其作為納米填料添加到環(huán)氧樹脂涂層中以改善其抗磨性能。研究重點在于探索FG-IL在環(huán)氧樹脂中的分散性、界面相容性以及其在摩擦過程中的作用機制。通過分析FG-IL的結(jié)構(gòu)和化學組成，揭示其在環(huán)氧樹脂涂層中增強抗磨性能的機制。

1、FG-IL的制備與結(jié)構(gòu)特性：通過離子熱合成法成功將氟化石墨剝離為少層FG-IL納米片，其厚度約為1.5 nm。FG-IL在水和聚合物樹脂中展現(xiàn)出良好的分散性，且與環(huán)氧樹脂具有良好的界面相容性。XPS分析表明，F(xiàn)G-IL中氟含量顯著降低，表明在剝離過程中部分氟原子被去除，恢復(fù)了部分sp²雜化結(jié)構(gòu)。

2、涂層的微觀結(jié)構(gòu)與性能：FG-IL/EP復(fù)合涂層的截面形貌顯示出良好的分散性和界面相容性，涂層內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密均勻。與純環(huán)氧樹脂涂層相比，F(xiàn)G-IL/EP涂層的摩擦系數(shù)降低了11.4%，磨損率降低了54.6%。

3、摩擦學機制：FG-IL/EP涂層在摩擦過程中表現(xiàn)出優(yōu)異的抗磨性能，主要歸因于兩個因素：一是FG-IL納米片在摩擦界面處形成保護膜，防止摩擦副直接接觸；二是摩擦過程中產(chǎn)生的鐵氟化物（如FeF?/FeF?）進一步增強了保護膜的穩(wěn)定性，有效降低了摩擦和磨損。

1、Yin Huang, Yushan He, Xiaoqiang Fan, Minhao Zhu. Ionic liquid functionalized fluorinated graphene toward excellent anti-wear filler into epoxy coating[J]. Carbon, DOI：10.1016/j.carbon.2025.120017.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622325000338

2、作者團隊來自中國西南交通大學材料科學與工程學院和機械工程學院摩擦學研究所。