MWNTs-EP-PSF雜化納米纖維制備及其增強(qiáng)、增韌環(huán)氧樹脂研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂及其復(fù)合材料在航空航天已有廣泛的應(yīng)用，但是由于環(huán)氧樹脂的質(zhì)脆，耐沖擊性較差缺點(diǎn)限制著其使用，需對(duì)其進(jìn)行增韌改性，傳統(tǒng)的增韌方法一定程度上以模量減小或者耐熱性能降低為低價(jià)，難以實(shí)現(xiàn)韌性、強(qiáng)度、耐熱性能的共同提高。本文通過化學(xué)改性的方法在多壁碳納米管(MWNTs)表面接枝環(huán)氧樹脂Epoxy-828，采用靜電紡絲的工藝，利用輥筒接收制備MWNTs-EP不同含量的高取向雜化納米纖維，并將MWNTs-EP/PSF雜化納米纖維用于增強(qiáng)增韌環(huán)

2、氧樹脂，以實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹脂強(qiáng)度、韌性、耐熱性能的同步提高。
　　 MWNTs經(jīng)混合酸(濃H28O4與濃HNO3)處理后，超聲分散于DMF溶劑中，在催化劑TPP的作用下與環(huán)氧樹脂Epoxy-828反應(yīng)進(jìn)行表面接枝，采用紅外光譜(IR)、熱失重分析(TGa)、掃描電子顯微鏡(SEM)等表征方法對(duì)化學(xué)處理的MWNTs進(jìn)行表征。結(jié)果表明環(huán)氧樹脂Epoxy-828成功地接枝到MWNTs的表面，實(shí)驗(yàn)表明接枝改性的MWNTs在紡絲液溶劑中的分散性

3、得到大大改善。
　　 優(yōu)化靜電紡絲工藝條件制備得取向度高的MWNTs-EP/PSF雜化納米纖維，采用SEM、透射電子顯微鏡(TEM)、拉曼光譜分析(Raman)對(duì)MWNTs-EP/PSF雜化納米纖維進(jìn)行分析，隨著MWNTs-EP含量的提高，PSF納米纖維的直徑減小，雜化納米纖維的取向度增加，MWNTs-EP嵌入在PSF納米纖維中，并且平行于雜化納米纖維的軸向方向。
　　 對(duì)增強(qiáng)、增韌后環(huán)氧樹脂的拉伸性能、平面斷裂韌性(K

4、1c)和機(jī)械熱力學(xué)性能(DMTA)進(jìn)行測(cè)試，與純環(huán)氧樹脂相比拉伸強(qiáng)度最大增加了43.8％，拉伸模量增大了14.8％；韌性指標(biāo)K1c值最大增加了91.5％；其耐熱性能也有約10℃的提高。MWNTs-EP/PSF雜化納米纖維實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)氧樹脂韌性強(qiáng)度及耐熱性能共同提高的協(xié)同效果。并利用SEM、TEM表征雜化納米纖維增強(qiáng)增韌環(huán)氧樹脂的微觀形貌，在固化相分離過程中PSF納米纖維具有“痕跡效應(yīng)”，PSF相分離微球與MWNTs-EP基本呈直線排列，并