納米改性的環(huán)氧樹脂及其與碳纖維的復(fù)合.pdf

1、碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在運動器材、航空航天、國防軍工等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。為了提高該類復(fù)合材料的韌性和強度，本論文采用碳納米管和納米SiO<,2>粒子對其進行改性研究。 為了優(yōu)選出適用的納米增強劑，本論文首先采用三輥研磨、高速攪拌和超聲波相結(jié)合的方法，將納米粒子分散于環(huán)氧樹脂中，再經(jīng)程序固化，制備納米粒子／環(huán)氧樹脂澆鑄體，并對其力學(xué)性能進行測試。實驗中，預(yù)選的納米增強劑包括三種碳納米管(CNT-L、CNT-S和Aligned

2、 Aligned-CNT)和五種納米SiO<,2>粒子(SP1-5502、SP1-5702、A200、HL200和HB215)。通過研究發(fā)現(xiàn)，長型碳納米管(CNT-L)對環(huán)氧樹脂的綜合改性效果優(yōu)于短型碳納米管(CNT-S)和取向行碳納米管(Aligned-CNT)；經(jīng)SP1-5702改性后的環(huán)氧樹脂具有最好的沖擊性能，而經(jīng)A200和HB215改性后的環(huán)氧樹脂具有較好的彎曲模量和沖擊強度。在此基礎(chǔ)上，采用非等溫DSC法研究了納米增強劑對環(huán)

3、氧樹脂固化動力學(xué)的影響，確定了有關(guān)固化工藝。 將優(yōu)選出的CNT-L和納米SiO<,2>粒子，配制成樹脂分散液，結(jié)合實際生產(chǎn)工藝，制備了納米改性碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，并對其層間剪切性能和抗彎曲性能進行測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，型號為HB215的納米SiO<,2>粒子對碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的改性效果最好，3﹪的添加量可以提高6﹪以上的層間剪切強度。進一步性能測試結(jié)果表明，3﹪HB215可以使碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的沖擊強度提高10﹪