碳纤维改性对不饱和聚酯自修复复合材料性能的影响
本文选题:碳纤维改性 + 接枝改性 ; 参考:《复合材料学报》2017年10期
【摘要】:采用H_2O_2和浓HNO_3对碳纤维(CF)表面分别进行氧化处理,得到氧化碳纤维(OCF1和OCF2),采用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对OCF1进行接枝处理,得到接枝改性碳纤维(KCF),将改性前后CF应用于不饱和聚酯(UP)自修复复合材料中,分析比较了不同改性剂及改性方法对碳纤维/不饱和聚酯(CF/UP)自修复复合材料性能的影响。利用FTIR、XPS、SEM表征CF与CF/UP自修复复合材料的化学结构与形貌,通过TGA、万能拉力试验机、悬臂梁冲击仪、邵氏硬度计等对复合材料的热稳定性、力学性能及自修复效率进行测试。结果表明:氧化、接枝反应均可增加CF表面的粗糙度和活性官能团含量,从而改善CF与UP基体的界面相容性。其中OCF1/UP自修复复合材料的综合力学性能比OCF2/UP自修复复合材料好,KCF/UP自修复复合材料的力学性能在三者之中最佳,其自修复效率最高,可达67.03%。
[Abstract]:The surface of carbon fiber (CF) was treated with H_2O_2 and strong HNO_3, and the carbon fiber (OCF1 and OCF2) was obtained. The graft modified carbon fiber (KCF) was grafted by the silane coupling agent gamma methacryl propyl trimethoxy silane (KH-570) and the modified carbon fiber (KCF) was obtained. The modified CF was applied to the unsaturated polyester (UP) for self repair and recovery. The effects of different modifiers and modification methods on the properties of carbon fiber / unsaturated polyester (CF/UP) self repairing composites were analyzed and compared. The chemical structure and morphology of the self repairing composites of CF and CF/UP were characterized by FTIR, XPS and SEM, and the composite materials were made by TGA, universal tension tester, cantilever beam impact instrument, and Shaw hardness tester. The thermal stability, mechanical properties and self repair efficiency are tested. The results show that the oxidation and grafting reaction can increase the roughness of the CF surface and the active functional group content, and thus improve the interfacial compatibility between the CF and the UP matrix. The comprehensive mechanical properties of the OCF1/UP self repair composites are better than the OCF2/UP self repairing composite and the KCF/UP repair and recovery of the composites. The mechanical properties of the composites are the best among the three, and the self repairing efficiency is the highest, up to 67.03%.
【作者单位】: 陕西科技大学化学与化工学院;
【基金】:陕西省教育厅专项科研计划(16JK1110) 陕西科技大学科研启动项目(BJ12-06)
【分类号】:TB332
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,本文编号:1935537
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