碳纳米管基体改性碳纤维增强环氧树脂基复合材料的性能研究

发布时间：2024-04-27 00:32

　　为研究碳纳米管(CNTs)对碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CF/EP复合材料)性能的影响,采用超声共混的方式将CNTs引入到CF/EP复合材料基体体系中,制备CNTs基体改性碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CF/EP-CNTs复合材料)。对两种复合材料的黏弹性能、热稳定性能、弯曲性能和耐疲劳性能进行测试。结果表明:40.0℃时CF/EP-CNTs复合材料的储能模量E′值较CF/EP复合材料提高了16.1 GPa,T_g值略有降低;CF/EP-CNTs复合材料开始热降解的温度较CF/EP复合材料低,热稳定性略有下降;CF/EP-CNTs复合材料的弯曲强度和弯曲模量比CF/EP复合材料分别提高了6.3%和15.9%;经40 000次弯曲疲劳后,CF/EP-CNTs复合材料的弯曲强度保持率和弯曲模量保持率高达90.7%和93.8%。

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【部分图文】：

图2CF/EP和CF/EP-CNTs复合材料样品的DMA曲线

储能模量E′是评估复合材料承载能力的重要指标,可表征复合材料的弹性行为;tanδ为损耗模量与E′的比值,其峰值对应的温度即为复合材料的玻璃化转变温度(Tg)。图2是CF/EP和CF/EP-CNTs复合材料样品的DMA曲线。表1列出了CF/EP和CF/EP-CNTs复合材料样品测....

图3CF/EP和CF/EP-CNTs复合材料样品的TGA曲线

图3是CF/EP和CF/EP-CNTs复合材料样品的TGA曲线。从图3可以看出,两种复合材料样品的TGA曲线均分为3个阶段:第一阶段,50.0～360.0℃,两条曲线几乎平行于横坐标,质量保持率基本为100%,即质量几乎没有变化;第二阶段,360.0～460.0℃,两种复合材....

图440000次弯曲疲劳前CF/EP和CF/EP-CNTs

弯曲强度和弯曲模量是表征复合材料弯曲性能的重要指标。本文采用三点弯曲的方法对40000次弯曲疲劳前后的复合材料样品进行测试,结果见图4和图5。图540000次弯曲疲劳后CF/EP和CF/EP-CNTs

图6复合材料的断面SEM照片

图6是经弯曲性能测试后CF/EP和CF/EP-CNTs复合材料样品的断面SEM照片。从图6可以发现:CF/EP复合材料样品的断面相对较平整,CF表面光滑,没有EP颗粒的存留;CF/EP-CNTs复合材料样品断面处的CF表面较为粗糙,并伴有少量EP颗粒残存。这说明未经CNTs基体改....

本文编号：3965090