碳纳米管对GF/EP复合材料侵蚀性能的影响

发布时间：2021-08-05 00:47

　　采用真空辅助喷涂的方法分别制备了含有碳纳米管（CNTs）质量分数1%和3%的CNTs/玻纤（GF）复合材料,采用真空辅助树脂传递模塑（VARTM）方法制备了CNTs/GF/树脂（EP）三元复合材料,并对复合材料的力学性能、耐固体粒子侵蚀磨损性能进行了研究。结果表明:加入质量分数1%,3%CNTs使复合材料的拉伸强度达到79.0,78.0 MPa,相对于纯EP增加了31.7%,30.0%,相对于GF/EP（FRP）复合材料降低了24.1%,25.0%;三元复合材料的弯曲强度达到173.3MPa,160.1 MPa,相对于纯EP增加了72.4%,51.3%,相对于FRP复合材料降低了6.9%,15.7%;耐固体颗粒侵蚀性能（质量损失率）相对于FRP复合材料提高了84.5%,81.1%。 

【文章来源】：现代塑料加工应用. 2017,29(03)北大核心

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【部分图文】：

图１喷涂ＣＮＴｓ的ＧＦ织物的扫描电镜照片表１不同材料的拉伸强度和弯曲强度

１％ＣＮＴｓ复合材料耐侵蚀磨损性能优于３％ＣＮＴｓ复合材料的，这是因为随着ＣＮＴｓ含量的增加，由于团聚现象所造成的缺陷增多，降低了复合材料的耐固体颗粒侵蚀磨损性能。２．３侵蚀后材料表面形貌分析图２为１％ＣＮＴｓ和３％ＣＮＴｓ复合材料在侵蚀磨损后的扫描电镜照片。从图２可以看出，３％ＣＮＴｓ复合材料表面相对１％ＣＮＴｓ复合材料表面含有的碎块更小且更多。３％ＣＮＴ复合材料由于含有的ＣＮＴｓ较多，会发生团聚，形成缺陷，影响产品的强度。图２三元复合材料侵蚀磨损后的扫描电镜照片３结论ａ）含质量分数１％，３％ＣＮＴｓ的ＣＮＴｓ／ＧＦ／ＥＰ三元复合材料的拉伸强度达到７９．０，７８．０ＭＰａ，相对于纯ＥＰ分别增加了３１．７％，３０．０％，相对于ＦＲＰ复合材料降低了２４．１％，２５．０％；三元复合材料弯曲强度达到１７３．３，１６０．１ＭＰａ，相对于纯ＥＰ分别增加了７２．４％，５１．３％，相对于ＦＲＰ复合材料分别降低了６．９％，１５．７％。ｂ）加入质量分数１％的ＣＮＴｓ，３％的ＣＮＴｓ提高了ＦＲＰ复合材料的耐固体粒子冲蚀磨损性能，其质量损失相对于ＦＲＰ复合材料降低了８４．５％，８１．１％。参考文献［１］张永，刘召，黄超，等．挟沙风作用下风力机叶片涂层冲蚀磨损研究进展［Ｊ］．新能源进展，２０１５，３（５）：３３１－３３５．［２］董梦瑶，刘春太，吕广超，等．碳纳米纤维对玻纤增强环氧树脂基复合材料机械及耐磨性能的影响［Ｊ］．玻璃钢／复合材料

２０１７年６月２０１７，２９（３）ＭＯＤＥＲＮＰＬＡＳＴＩＣＳＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ低了复合材料的拉伸强度和弯曲强度值，可能存在以下原因：ＣＮＴｓ的加入削弱了ＥＰ与ＧＦ之间的结合能力；ＣＮＴｓ在树脂充模过程中发生团聚使复合材料的力学性能下降。１％ＣＮＴｓ复合材料弯曲强度值大于３％ＣＮＴｓ的，这是因为随着ＣＮＴｓ含量增加发生团聚，最终导致力学性能降低。图１喷涂ＣＮＴｓ的ＧＦ织物的扫描电镜照片表１不同材料的拉伸强度和弯曲强度样品拉伸强度／ＭＰａ弯曲强度／ＭＰａＥＰ５９．９１０７．５ＦＲＰ１０４．１１８５．３１％ＣＮＴｓ７９．０１７３．３３％ＣＮＴｓ７８．０１６０．１２．２固体粒子侵蚀磨损下不同材料的质量损失ＥＰ，ＦＲＰ，１％ＣＮＴｓ，３％ＣＮＴｓ质量损失分别为：６５．６，５８５．６，９０．８，１１０．７ｍｇ。纯ＥＰ的耐固体颗粒侵蚀性能最好，ＦＲＰ复合材料最差。而１％，３％ＣＮＴｓ的加入使三元复合材料的质量损失相对于ＦＲＰ复合材料分别降低了８４．５％，８１．１％。这是因为一部分ＣＮＴｓ通过解吸附和扩散作用运动到ＥＰ基体中，以填料形式存在，阻止了裂纹的形成及扩展；另一部分ＣＮＴｓ缠绕或嵌在了ＧＦ的丝束间和丝束内，并在ＧＦ表面形成了一层三维网络结构；另外，ＣＮＴｓ本身具有较高的强度、模量以及自润滑性能，这些都是三元复合材料相比ＦＲＰ复合材料有较好的耐固体颗粒侵蚀性的原因。１％ＣＮＴｓ复合材料耐侵蚀磨损性能优于３％ＣＮＴｓ复合材料的，这是因为随


本文编号：3322725