樹脂基復(fù)合材料的增韌改性研究.pdf

1、為了解決樹脂易脆的問題，本文采用AlOOH、聚苯乙烯納米球(PS)、碳納米管(CNT)作為增韌劑添加到樹脂基體中以提高樹脂的韌性。本文采取共混方法制備AlOOH/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料;由于碳納米管(CNT)在樹脂基體之中不易分散，且它們之間弱的界面作用力使得碳納米管不能更好起到增韌效果。本文使用碳納米管納米粒子對樹脂進行增韌之前對納米粒子進行氨基改性以提高其在樹脂中分散性，用1，6-二氨基己烷(DAH)作為氨的來源采用濕化學(xué)方法對碳納米管進

2、行氨基改性;聚苯乙烯納米球由于固化過程中發(fā)生相分離導(dǎo)致極易在樹脂基體發(fā)生團聚，本文在采用碳納米管對樹脂增韌改性前同樣對聚苯乙烯進行氨基化改性。對改性后形成的復(fù)合材料進行了拉伸強度、斷裂韌性、斷面等方面及增韌機理的研究。
　　樹脂采用AlOOH納米粒子增韌時，經(jīng)過對AlOOH/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料試樣進行拉伸測試結(jié)果顯示:當(dāng)AlOOH添加量僅達(dá)到4％時，拉伸強度可從62.92MPa增加到78.17MPa，且復(fù)合材料的斷裂韌性和彎曲強度比

3、純樹脂的分別28.7％和22.2％。通過對斷面進行掃面電鏡分析，觀察發(fā)現(xiàn)AlOOH/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料斷面呈現(xiàn)許多河流狀分支呈現(xiàn)明顯韌性斷裂現(xiàn)象，且伴隨著AlOOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，河流狀裂紋變得越來越密集。
　　采用氨基改性后的碳納米管以及聚苯乙烯納米球分別對樹脂進行增韌，對制備好的氨基改性后碳納米管以及聚苯乙烯進行紅外分析、Zeta電位分析以及熱重分析，測試結(jié)果均表明氨基已經(jīng)成功嫁接到CNT和聚苯乙烯表面。對改性后形成的復(fù)合材料進

4、行掃面電鏡分析，改性后CNT與聚苯乙烯都顯示均勻分散在樹脂基體中。接著對CNT/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進行力學(xué)性能測試結(jié)果表明復(fù)合材料的拉伸長度與斷裂韌性均得到提高，當(dāng)氨基改性后CNT的添加量僅是0.8％時，CNT/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的斷裂韌性和拉伸強度各自提高了95％和42％。同樣，含有15％的聚苯乙烯的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的斷裂韌性與拉伸強度可達(dá)2.23MPa·m1/2和74.5MPa，相比于純樹脂而言各自提高了25.6％和84.3％。樹脂基