纤维表面处理及增强环氧树脂复合材料的研究

发布时间：2017-11-29 05:19

  本文关键词：纤维表面处理及增强环氧树脂复合材料的研究

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【摘要】：复合材料中界面与增强材料的排列结构是影响复合材料性能的重要因素,本实验研究了苎麻纤维经过热处理后的性能变化及短切炭纤维三维网络体增强环氧树脂复合材料的性能。热处理法是一种绿色环保有效的表面处理方法,本实验分别在空气和氮气气氛下对苎麻纤维进行热处理,并对其热稳定性、结晶性、化学结构、纵向热变形行为和表面结构进行了研究。热重分析(TG)表明,在200℃以下,在氮气和空气气氛下热处理的苎麻纤维具有相似的热稳定性,其重量损失均为8%左右,超过200℃两者之间失重差异较大,因此判断200℃为合适的热处理温度。采用红外光谱分析表明经过热处理后苎麻纤维中-OH数量明显降低。通过X射线衍射分析表明,热处理降低了苎麻纤维的结晶度,水份的存在导致结晶面间距增大。由热机械分析仪测定结果表明,热处理后的吸湿的苎麻纤维具有热膨胀特性,干燥空气处理未吸湿的苎麻纤维在100℃温度以下显示热收缩,100℃以上显示热膨胀,氮气下处理后不吸湿的苎麻纤维在整个温度范围内显示热收缩。通过扫描电子显微镜表明通过氮气或空气下热处理的苎麻纤维/环氧树脂复合材料的界面相容性和粘合性均得到较大改善。以酚醛树脂粘结短切炭纤维并炭化制得炭纤维网络增强体(CFNR),再采用真空袋成型法浸入环氧树脂制得CFNR环氧树脂新型复合材料。通过POM和SEM观察CFNR和复合材料的微观结构,采用万能试验机测试力学性能,以及用电阻仪测定导电性能等方法对材料进行了评价。结果表明,炭化后的酚醛树脂将短切炭纤维粘结成连续的三维刚性网络结构,CFNR/EPOXY复合材料中炭纤维间有明显可见的炭质粘结点；CFNR/环氧树脂复合材料较纯EPOXY、常规短切炭纤维(SCF)/EPOXY复合材料弯曲强度分别提高33%、29%,压缩强度分别提高23%、10%；同时,电阻率是SCF/EPOXY复合材料的1/45。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB332
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本文编号：1236341