含碳納米管的聚醚酰亞胺納米纖維膜對(duì)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料力學(xué)性能的影響.pdf

1、環(huán)氧樹脂作為增韌、增強(qiáng)基體一直是先進(jìn)復(fù)合材料研究的熱點(diǎn)?？梢酝ㄟ^對(duì)基體的改性來(lái)提高復(fù)合材料的性能。碳納米管由于其與生俱來(lái)的一些優(yōu)異性能而成為改性樹脂基體不可或缺的增強(qiáng)體。但是由于沒有表面化學(xué)改性的碳納米管團(tuán)聚比較嚴(yán)重而且與樹脂基體的界面較差，難以發(fā)揮其優(yōu)異的力學(xué)性能。本文提出了以摻雜多壁碳納米管(MWCNTs)的聚醚酰亞胺(PEI)納米纖維膜增韌環(huán)氧樹脂及其復(fù)合材料的方法，在纖維膜中引入化學(xué)改性的MWCNTs，使MWCNTs在納米纖維膜

2、中得到良好的分散和取向，從而發(fā)揮其優(yōu)異的力學(xué)性能，以較低熱塑性樹脂含量實(shí)現(xiàn)其增韌效果。
　　 通過對(duì)商業(yè)化純的碳納米管進(jìn)行酸化、氨基化以及與正丁基縮水甘油醚(BGE)反應(yīng)制得具有反應(yīng)活性的碳納米管(a-MWCNTs)。
　　 對(duì)于電紡PEI納米纖維的工藝進(jìn)行了研究，確定了制備PEI納米纖維膜的工藝參數(shù)。分別制備了純的PEI納米纖維膜以及不同含量未處理碳納米管(r-MWCNTs)和活性碳納米管(a-MWCNTs)的PEI納

3、米纖維膜。通過SEM對(duì)纖維的微觀形貌進(jìn)行了觀察，PEI纖維的宏觀取向良好。通過TEM和偏振拉曼光譜對(duì)碳納米管在纖維中的取向進(jìn)行了分析，分析結(jié)果表明活性碳納米管能夠沿著纖維的軸向進(jìn)行排列，取向度比未處理過的碳納米管的取向度有明顯提高。
　　 利用不同含量的未處理碳納米管和活性碳納米管的取向PEI納米纖維膜對(duì)環(huán)氧樹脂(TDE-85)澆注體進(jìn)行增韌。當(dāng)PEI含量為1.7％時(shí)對(duì)環(huán)氧樹脂澆注體的拉伸性能提高最大，與PEI和環(huán)氧樹脂共混體系

4、相比提高了8.6％。當(dāng)PEI納米纖維中的活性碳納米管的含量為3wt％時(shí)對(duì)環(huán)氧樹脂澆注體的拉伸強(qiáng)度的提高為6.4％。1.7wt％PEI納米纖維對(duì)環(huán)氧樹脂澆注體的沖擊強(qiáng)度提高最大，與純環(huán)氧樹脂體系相比沖擊強(qiáng)度提高了14.1％。
　　 采用含量不同的活性碳納米管的PEI納米纖維膜對(duì)T700碳纖維/環(huán)氧樹脂預(yù)浸料復(fù)合材料進(jìn)行增韌，增韌后的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、沒有明顯的改善，彎曲強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度有小幅的提高。但是增韌后的復(fù)合材料的