基于结晶性聚醚醚酮的碳纤维上浆剂的研究及复合材料界面构筑
发布时间：2024-02-19 14:33
随着我国航空、航天、船舶、军工以及核工业的发展,复合材料的应用环境也日渐严苛。这些应用领域对复合材料的耐热性能、耐湿热性能、耐复杂化学环境的性能以及耐疲劳性能提出了更高的要求。聚醚醚酮作为一种耐热耐溶剂且机械性能优异的复合材料树脂基体,在严苛环境下拥有广泛的应用空间。一般情况下,连续纤维增强树脂基复合材料的界面相是复合材料的薄弱部分:在湿热或疲劳环境中复合材料的失效普遍起始于界面相;在承受垂直于纤维方向的载荷或剪切载荷时,界面相是影响其性能的决定性因素。对于聚醚醚酮树脂基体,其优异的耐热性和化学稳定性反而导致了其复合材料界面性能的下降:a.由于聚醚醚酮常温下不溶于任何有机溶剂,导致树脂基体只能在熔融状态下与增强纤维相互浸润,但聚醚醚酮过高的熔体粘度使得浸润效果较差,最终形成有缺陷的界面相。b.由于聚醚醚酮具有出色的化学稳定性,导致其在常规加工成型过程中无法与增强纤维表面形成化学键等强相互作用,使其界面性能较差。在过去的30年中,研究者们尝试通过改善工艺条件和对纤维进行处理来增强聚醚醚酮树脂基体复合材料的界面性能,但前者提升有限,因为不能从本质上解决界面脆弱的问题;后者虽然能通过氧化、等...
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 碳纤维增强聚醚醚酮复合材料简介
1.3 碳纤维增强聚醚醚酮树脂基复合材料发展史
1.3.1 聚醚醚酮/碳纤维复合材料发展的四个阶段
1.3.2 聚醚醚酮/碳纤维复合材料发展过程中遭遇的问题
1.4 聚醚醚酮/碳纤维复合材料的界面性能及研究进展
1.4.1 复合材料的界面及对其基本力学性能的影响
1.4.2 复合材料的界面及对其耐老化性能的影响
1.4.3 复合材料提升界面性能的方法
1.4.4 聚醚醚酮/碳纤维复合材料的界面增强的研究进展
1.5 论文设计思想
1.5.1 聚醚醚酮/碳纤维复合材料界面当前需解决的问题
1.5.2 研究思路
第2章 实验试剂和仪器
2.1 实验原材料
2.2 实验试剂
2.3 测试仪器与测试方法
第3章 基于结晶性聚醚醚酮的碳纤维上浆剂开发及性能研究
3.1 前言
3.2 聚醚醚酮-1,3-二氧戊环的合成与表征
3.2.1 聚醚醚酮-1,3-二氧戊环的合成
3.2.2 产物的表征
3.3 上浆剂的制备及上浆效果表征
3.3.1 上浆剂的配置及上浆过程
3.3.2 上浆效果表征
3.4 界面性能表征与讨论
3.4.1 结晶性PEEK上浆碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的界面剪切强度
3.4.2 结晶性PEEK上浆碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的界面机理分析
3.5 复合材料耐湿热与耐有机溶剂腐蚀性能研究
3.6 本章小结
第4章 基于碳纳米管的多相复合材料界面构筑及性能研究
4.1 前言
4.2 上浆剂的配置及上浆效果表征
4.2.1 上浆剂配置
4.2.2 上浆前后纤维表面形貌表征
4.2.3 纤维表面化学结构表征
4.3 界面性能的表征与讨论
4.3.1 碳纳米管增强碳纤维/聚醚醚酮复合材料复合界面的界面剪切强度
4.3.2 碳纳米管增强聚醚醚酮复合界面的界面增强机理分析
4.4 复合材料耐腐蚀性能研究
4.5 本章小结
第5章 基于化学接枝结晶性聚醚醚酮的界面构筑及性能研究
5.1 前言
5.2 结晶性聚醚醚酮接枝多壁碳纳米管(CNT-PEEK)的制备及表征
5.2.1 酸化碳纳米管的制备及表征
5.2.2 含羟基聚醚醚酮-1,3-二硫戊环的制备及表征
5.2.3 聚醚醚酮接枝酸化碳纳米管的制备及表征
5.2.4 聚醚醚酮接枝酸化碳纳米管结晶行为研究
5.3 基于CNT-PEEK的上浆剂制备及上浆效果研究
5.4 结晶性聚醚醚酮接枝碳纤维的制备及表征
5.4.1 结晶性聚醚醚酮接枝碳纤维的制备
5.4.2 结晶性聚醚醚酮接枝碳纤维的表征
5.5 界面性能的表征与讨论
5.5.1 结晶性聚醚醚酮接枝改性CF/CNT的界面剪切强度
5.5.2 结晶性聚醚醚酮接枝改性CF/CNT的界面增强机理分析
5.6 复合材料耐湿热与耐有机溶剂腐蚀性能研究
5.7 本章小结
第6章 结论
参考文献
附录1
附录2
作者简介
攻读博士期间科研成果
致谢
本文编号：3902848
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 碳纤维增强聚醚醚酮复合材料简介
1.3 碳纤维增强聚醚醚酮树脂基复合材料发展史
1.3.1 聚醚醚酮/碳纤维复合材料发展的四个阶段
1.3.2 聚醚醚酮/碳纤维复合材料发展过程中遭遇的问题
1.4 聚醚醚酮/碳纤维复合材料的界面性能及研究进展
1.4.1 复合材料的界面及对其基本力学性能的影响
1.4.2 复合材料的界面及对其耐老化性能的影响
1.4.3 复合材料提升界面性能的方法
1.4.4 聚醚醚酮/碳纤维复合材料的界面增强的研究进展
1.5 论文设计思想
1.5.1 聚醚醚酮/碳纤维复合材料界面当前需解决的问题
1.5.2 研究思路
第2章 实验试剂和仪器
2.1 实验原材料
2.2 实验试剂
2.3 测试仪器与测试方法
第3章 基于结晶性聚醚醚酮的碳纤维上浆剂开发及性能研究
3.1 前言
3.2 聚醚醚酮-1,3-二氧戊环的合成与表征
3.2.1 聚醚醚酮-1,3-二氧戊环的合成
3.2.2 产物的表征
3.3 上浆剂的制备及上浆效果表征
3.3.1 上浆剂的配置及上浆过程
3.3.2 上浆效果表征
3.4 界面性能表征与讨论
3.4.1 结晶性PEEK上浆碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的界面剪切强度
3.4.2 结晶性PEEK上浆碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的界面机理分析
3.5 复合材料耐湿热与耐有机溶剂腐蚀性能研究
3.6 本章小结
第4章 基于碳纳米管的多相复合材料界面构筑及性能研究
4.1 前言
4.2 上浆剂的配置及上浆效果表征
4.2.1 上浆剂配置
4.2.2 上浆前后纤维表面形貌表征
4.2.3 纤维表面化学结构表征
4.3 界面性能的表征与讨论
4.3.1 碳纳米管增强碳纤维/聚醚醚酮复合材料复合界面的界面剪切强度
4.3.2 碳纳米管增强聚醚醚酮复合界面的界面增强机理分析
4.4 复合材料耐腐蚀性能研究
4.5 本章小结
第5章 基于化学接枝结晶性聚醚醚酮的界面构筑及性能研究
5.1 前言
5.2 结晶性聚醚醚酮接枝多壁碳纳米管(CNT-PEEK)的制备及表征
5.2.1 酸化碳纳米管的制备及表征
5.2.2 含羟基聚醚醚酮-1,3-二硫戊环的制备及表征
5.2.3 聚醚醚酮接枝酸化碳纳米管的制备及表征
5.2.4 聚醚醚酮接枝酸化碳纳米管结晶行为研究
5.3 基于CNT-PEEK的上浆剂制备及上浆效果研究
5.4 结晶性聚醚醚酮接枝碳纤维的制备及表征
5.4.1 结晶性聚醚醚酮接枝碳纤维的制备
5.4.2 结晶性聚醚醚酮接枝碳纤维的表征
5.5 界面性能的表征与讨论
5.5.1 结晶性聚醚醚酮接枝改性CF/CNT的界面剪切强度
5.5.2 结晶性聚醚醚酮接枝改性CF/CNT的界面增强机理分析
5.6 复合材料耐湿热与耐有机溶剂腐蚀性能研究
5.7 本章小结
第6章 结论
参考文献
附录1
附录2
作者简介
攻读博士期间科研成果
致谢
本文编号：3902848
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3902848.html
