納米氧化鋁-碳纖維多尺度增強(qiáng)聚酰胺基復(fù)合材料的制備工藝及力學(xué)性能.pdf

1、纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂基復(fù)合材料由于其優(yōu)異的力學(xué)性能、易回收利用等特點(diǎn)而愈加受到重視。而通過多尺度增強(qiáng)進(jìn)一步優(yōu)化其綜合力學(xué)性能已成為目前研究熱點(diǎn)。本文采用疊層模壓法制備了納米氧化鋁/碳纖維多尺度增強(qiáng)聚酰胺基(carbon fiber fabric/nano alumina/polyamide，CFF/Al2O3/PA6)復(fù)合材料層壓板，借助場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）、熱重/差示掃描（TGA/DSC）同步熱分析和傅里葉變換紅外光譜儀(

2、FTIR)等測(cè)試手段研究了預(yù)浸料制備工藝、模壓工藝和納米Al2O3加入量等因素對(duì)碳纖維增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料性能的影響規(guī)律。
　　（1）CFF在甲酸溶液浸潤24h后，能夠有效的去除碳纖維表面的上漿料；4w t％的PA6/甲酸溶液中浸潤24h后，可獲得浸滲良好的預(yù)浸料。
　?。?）通過疊層模壓法制備了CFF/PA6復(fù)合材料，研究了模壓溫度、模壓壓力和保壓時(shí)間對(duì)CFF/PA6層壓板力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明最佳的模壓工藝參數(shù)為：預(yù)壓在

3、1MPa并保壓10min，之后升至全壓3MPa并保壓15min；裝模溫度在180℃，模壓溫度在230℃，CFF/PA6層壓板的力學(xué)性能為：彎曲強(qiáng)度250.3MPa、層間剪切強(qiáng)度87.1MPa、沖擊強(qiáng)度56.1MPa。
　?。?）在樹脂PA6中引入納米Al2O3粒子后，隨著納米Al2O3粒子加入量的增大，CFF/Al2O3/PA6層壓板的彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度都呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)納米Al2O3粒子含量為6wt%時(shí)，兩項(xiàng)力學(xué)強(qiáng)度均

4、達(dá)到峰值，但是層間剪切強(qiáng)度出現(xiàn)明顯下降。結(jié)合SEM微觀形貌照片，納米Al2O3出現(xiàn)不同程度的團(tuán)聚現(xiàn)象。這說明適量的納米Al2O3粒子的引入能夠明顯改善層壓板的彎曲、沖擊強(qiáng)度，但是對(duì)層壓板的層間剪切性能不利，這與納米粒子的團(tuán)聚有關(guān)。
　?。?）納米Al2O3粒子的加入能明顯改善復(fù)合材料層壓板的力學(xué)性能，在納米Al2O3含量為6wt%時(shí)，彎曲強(qiáng)度和垂直方向沖擊強(qiáng)度都分別了為387.6MPa、80.3MPa，相對(duì)于CFF/PA6層壓板分