多壁碳纳米管/环氧树脂复合机敏材料的性能及制备工艺研究
发布时间：2021-08-25 17:50
在当前社会背景下提高土木工程的信息化水平对土木工程的未来发展具有重要意义。土木工程信息化既包括技术开发的信息化,也包括管理的信息化。而其中极为重要的一部分即为结构的健康监测。环氧树脂种类繁多,其性能可通过不同的固化反应以及各种改性剂进行灵活调节,能够适应各种不同的工程条件。且环氧树脂造价低廉、固化收缩小、加工成型容易、养护龄期短、力学性能优良、耐腐蚀强、耐热性好,以环氧树脂为基材制作机敏材料并进行结构的健康监测具有很大优越性。针对该复合材料,本文主要进行了如下研究:（1）原材料的选择。通过比较粘-温曲线,得出E51比E44更适合作为基体材料;通过紫外-可见光谱分析,得出DMF作为环氧树脂的溶剂更有利于碳纳米管的分散;采用紫外-可见光谱分析的方法,得出L-MWNT-2040更加容易分散。（2）分散工艺。通过测试在不同超声功率、超声时间、超声作用方式以及混合液用量下的分散效果并综合考虑仪器性能得出了最佳的超声参数:超声功率为60%,超声作用的方式为3s/3s,超声时间为30min,单次环氧树脂用量为150g。分析了温度以及溶剂用量对分散效果的影响,试验结果表明混合液温度越高,分散效果越差,...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究背景与意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 机敏材料研究现状
1.3.2 CNTs/EP复合材料的研究现状
1.4 研究内容
1.4.1 CNTs在EP中的分散工艺
1.4.2 EP的固化工艺
1.4.3 CNTs/EP力学性能
1.4.4 CNTs/EP机敏性能
1.4.5 技术路线
第二章 复合材料制备工艺
2.1 实验原料
2.2 主要仪器
2.3 分散工艺及原料选取
2.3.1 环氧树脂
2.3.2 溶剂的选择
2.3.3 碳纳米管的选择
2.3.4 超声参数
2.3.5 混合液温度与溶剂用量的影响
2.3.6 分散液的存放
2.4 固化工艺
2.4.1 环氧树脂固化简述
2.4.2 固化流程的确定
2.5 本章小结
第三章 复合材料力学性能
3.1 主要实验仪器
3.2 应力-应变曲线
3.3 滞弹性分析
3.4 本章小结
第四章 复合材料的机敏性能
4.1 主要实验仪器
4.2 试件制作
4.3 渗流曲线
4.4 复合材料压敏性测试
4.4.1 压敏性测试方法
4.4.2 试验结果分析
4.5 温度的影响
4.6 水分的影响
4.7 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 未来展望
5.3 本文创新点
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表成果
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]土木工程信息化发展综述[J]. 孙璐,葛敏莉,李易峰,金姣萍,王登忠,郭锐. 东南大学学报(自然科学版). 2013(02)
[2]多壁碳纳米管丙酮分散液的制备及其分散稳定性研究[J]. 姜晓伟,宋剑斌,倪亚茹,陆春华. 绝缘材料. 2011(04)
[3]土木工程结构健康监测系统的研究状况与进展[J]. 李宏男,高东伟,伊廷华. 力学进展. 2008(02)
[4]碳纳米管的研究进展[J]. 曹伟,宋雪梅,王波,严辉. 材料导报. 2007(S1)
[5]聚合物基导电复合材料几种导电理论的评述[J]. 卢金荣,吴大军,陈国华. 塑料. 2004(05)
[6]碳纤维水泥石电阻测试方法研究[J]. 韩宝国,关新春,欧进萍. 玻璃钢/复合材料. 2003(06)
[7]饱和盐水溶液湿度固定点（1）——原理及制备[J]. 郝光宗,邢丽缘,梁强威. 传感器世界. 1999(11)
博士论文
[1]石墨水泥砂浆注浆钢纤维混凝土智能性质研究[D]. 洪雷.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]碳纳米管水泥基复合机敏材料的性能研究[D]. 魏姗姗.山东大学 2015
[2]碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料的制备及力、热性能影响机理[D]. 陈金玉.哈尔滨理工大学 2014
[3]碳纳米管在环氧树脂中分散方法研究[D]. 王建强.北京化工大学 2013
[4]石墨镍粉PET基复合机敏材料的制备及其性能研究[D]. 韩杰.山东大学 2013
[5]碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备和性能研究[D]. 曾勤.中南民族大学 2009
[6]表面改性碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能的研究[D]. 魏小昕.南京航空航天大学 2009
[7]多壁碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料的固化行为及其动态力学性能研究[D]. 李卞.上海交通大学 2009
[8]碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备及性能研究[D]. 贾春燕.中南大学 2008
[9]水泥基炭黑机敏复合材料的压敏性研究[D]. 龙曦.武汉理工大学 2007
[10]碳纤维树脂基复合材料机敏性研究[D]. 刘东.武汉理工大学 2002
本文编号：3362577
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究背景与意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 机敏材料研究现状
1.3.2 CNTs/EP复合材料的研究现状
1.4 研究内容
1.4.1 CNTs在EP中的分散工艺
1.4.2 EP的固化工艺
1.4.3 CNTs/EP力学性能
1.4.4 CNTs/EP机敏性能
1.4.5 技术路线
第二章 复合材料制备工艺
2.1 实验原料
2.2 主要仪器
2.3 分散工艺及原料选取
2.3.1 环氧树脂
2.3.2 溶剂的选择
2.3.3 碳纳米管的选择
2.3.4 超声参数
2.3.5 混合液温度与溶剂用量的影响
2.3.6 分散液的存放
2.4 固化工艺
2.4.1 环氧树脂固化简述
2.4.2 固化流程的确定
2.5 本章小结
第三章 复合材料力学性能
3.1 主要实验仪器
3.2 应力-应变曲线
3.3 滞弹性分析
3.4 本章小结
第四章 复合材料的机敏性能
4.1 主要实验仪器
4.2 试件制作
4.3 渗流曲线
4.4 复合材料压敏性测试
4.4.1 压敏性测试方法
4.4.2 试验结果分析
4.5 温度的影响
4.6 水分的影响
4.7 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 未来展望
5.3 本文创新点
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表成果
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]土木工程信息化发展综述[J]. 孙璐,葛敏莉,李易峰,金姣萍,王登忠,郭锐. 东南大学学报(自然科学版). 2013(02)
[2]多壁碳纳米管丙酮分散液的制备及其分散稳定性研究[J]. 姜晓伟,宋剑斌,倪亚茹,陆春华. 绝缘材料. 2011(04)
[3]土木工程结构健康监测系统的研究状况与进展[J]. 李宏男,高东伟,伊廷华. 力学进展. 2008(02)
[4]碳纳米管的研究进展[J]. 曹伟,宋雪梅,王波,严辉. 材料导报. 2007(S1)
[5]聚合物基导电复合材料几种导电理论的评述[J]. 卢金荣,吴大军,陈国华. 塑料. 2004(05)
[6]碳纤维水泥石电阻测试方法研究[J]. 韩宝国,关新春,欧进萍. 玻璃钢/复合材料. 2003(06)
[7]饱和盐水溶液湿度固定点（1）——原理及制备[J]. 郝光宗,邢丽缘,梁强威. 传感器世界. 1999(11)
博士论文
[1]石墨水泥砂浆注浆钢纤维混凝土智能性质研究[D]. 洪雷.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]碳纳米管水泥基复合机敏材料的性能研究[D]. 魏姗姗.山东大学 2015
[2]碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料的制备及力、热性能影响机理[D]. 陈金玉.哈尔滨理工大学 2014
[3]碳纳米管在环氧树脂中分散方法研究[D]. 王建强.北京化工大学 2013
[4]石墨镍粉PET基复合机敏材料的制备及其性能研究[D]. 韩杰.山东大学 2013
[5]碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备和性能研究[D]. 曾勤.中南民族大学 2009
[6]表面改性碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能的研究[D]. 魏小昕.南京航空航天大学 2009
[7]多壁碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料的固化行为及其动态力学性能研究[D]. 李卞.上海交通大学 2009
[8]碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备及性能研究[D]. 贾春燕.中南大学 2008
[9]水泥基炭黑机敏复合材料的压敏性研究[D]. 龙曦.武汉理工大学 2007
[10]碳纤维树脂基复合材料机敏性研究[D]. 刘东.武汉理工大学 2002
本文编号：3362577
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