碳纳米管/碳纤维多尺度增强体及其复合材料研究

发布时间：2024-06-02 22:52

　　碳纤维(CF)增强环氧树脂复合材料具有强度高、轻量化等优异力学性能和物理性能,然而,由于CF与树脂基体之间的界面强度不足,严重影响碳纤维力学性能的发挥。碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)具有优异的物理性能和力学性能,是一种纳米尺度的准一维增强材料,将其引入传统连续纤维增强复合材料有望进一步提高复合材料的性能。本文以二异氰酸酯作为偶联剂,将碳纳米管化学接枝到碳纤维表面,构建碳纳米管/碳纤维(CNTs/CF)多尺度增强体及其混杂复合材料,提高碳纤维/环氧树脂基体的界面结合强度和复合材料力学性能。研究了CF表面氧等离子活化及异氰酸酯功能化处理,然后,通过与偶联剂反应将功能化碳纳米管接枝到CF表面,从而制备出CNTs/CF混杂多尺度增强体,利用X射线光电子能谱(XPS)表征了氧等离子处理前后和接枝处理后CF表面元素及官能团的种类和含量变化,定量评价了表面处理对碳纤维浸润性的影响。利用模压工艺制备CNTs/CF/环氧树脂复合材料,采用万能电子试验机、动态力学分析仪(DMA)、扫描电子显微镜(SEM)等分析测试方法,对混杂多尺度复合材料的弯曲性能、层间剪切强度(ILSS)、玻璃...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1CF与基体之间的界面脱粘[1]

增强复合材料具有轻质和高强度等特点，由此使得域得到广泛的应用。特别是CF增强树脂基复合材密度等特点，使其在航空航天方面得到较为广泛的目的业绩。由于复合材料自身独特的方面，使得复性、很好的耐候性和较强的耐化学腐蚀等特点，除应用外，其在电子电气、船舶、车辆工程、建筑、在国防军事的....

图1.2CF表面化学气相沉积生长碳纳米管前后表面SEM形貌

沈阳航空航天大学硕士学位论文枝碳纳米管处理复合材料的力学性能，人们尝试过将碳纳米管(CN强纤维复合的方法，但是这个方法存在CNTs分散难树脂基体中的分散问题，尝试先将CNTs通过处理有的CNTs的增强纤维再与树脂基体制备复合材料中易团聚、分散不均匀、沉降等问题，同时....

图2.1CF表面接枝CNTs的反应过程

图2.1CF表面接枝CNTs的反应过程称取一定量的羧基化碳纳米管（CNTs-COOH），加入装有50mlDMF溶剂的三，超声分散10min，以使CNTs在溶剂中充分的分散。加入表面接枝HDICF，在下磁力搅拌反应3h，经丙酮清洗、干燥后即得到表面化学接枝....

图2.2预浸料的制备流程图

图2.1CF表面接枝CNTs的反应过程称取一定量的羧基化碳纳米管（CNTs-COOH），加入装有50mlDMF溶剂的三口烧瓶中，超声分散10min，以使CNTs在溶剂中充分的分散。加入表面接枝HDICF，在80oC下磁力搅拌反应3h，经丙酮清洗、干燥后....

本文编号：3987824