含碳納米管上漿劑對(duì)碳纖維-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料力學(xué)性能的影響.pdf

1、碳纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料是一種性能優(yōu)異的復(fù)合材料，由于其物理結(jié)構(gòu)，它具有很高的比強(qiáng)度和比模量，而密度很低，在質(zhì)輕高強(qiáng)的同時(shí)具有耐高溫、耐疲勞、耐腐蝕等物理、化學(xué)性能。碳纖維的表面上活性基團(tuán)少、對(duì)樹脂基體的浸潤性差，這大大制約了其優(yōu)異性能的發(fā)揮。碳納米管具有極高的強(qiáng)度、剛度和韌性，密度低，比表面積大，耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，耐高熱，穩(wěn)定性強(qiáng)。由于碳納米管在納米尺度的優(yōu)勢，且能提供滿足需求的性能，因而考慮用碳納米管對(duì)碳纖維進(jìn)行涂覆增強(qiáng)，從而使形成的復(fù)合

2、材料的性能得到提高，改善其缺陷，最終達(dá)到增強(qiáng)整體的作用。本文利用將碳納米管添加入上漿劑中對(duì)國產(chǎn)T800碳纖維上漿的同時(shí)使碳納米管涂覆纖維表面，對(duì)碳纖維進(jìn)行改性，并對(duì)碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料力學(xué)性能的影響進(jìn)行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴制備碳纖維上漿劑的去離子水分散溶液，探究合適的上漿劑濃度、纖維上漿時(shí)間等工藝，探索最適合的參數(shù)。最終選取了上漿劑濃度體積分?jǐn)?shù)3％，上漿時(shí)間60s作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的上漿參數(shù)。⑵制備含有碳納米管的

3、纖維上漿劑分散液，通過單絲斷裂測試等方案探究不同官能團(tuán)的碳納米管對(duì)碳纖維復(fù)合材料性能的影響。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)羧基化官能團(tuán)的碳納米管改性后單根碳纖維與環(huán)氧樹脂間的界面剪切強(qiáng)度增加的非常突出，由不含碳納米管的50.31MPa增強(qiáng)到了62.35MPa，相反，胺基化官能團(tuán)改性碳納米管的加入反而降低了其界面剪切強(qiáng)度。⑶制備官能化碳納米管改性碳纖維/環(huán)氧樹脂單向復(fù)合材料，分析對(duì)比不同官能團(tuán)及不同碳納米管濃度對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，官能