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

1、環(huán)氧樹脂作為增韌、增強基體一直是先進復合材料研究的熱點?？梢酝ㄟ^對基體的改性來提高復合材料的性能。碳納米管由于其與生俱來的一些優(yōu)異性能而成為改性樹脂基體不可或缺的增強體。但是由于沒有表面化學改性的碳納米管團聚比較嚴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)氧樹脂及其復合材料的方法，在纖維膜中引入化學改性的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)異的力學性能，以較低熱塑性樹脂含量實現(xiàn)其增韌效果。
　　 通過對商業(yè)化純的碳納米管進行酸化、氨基化以及與正丁基縮水甘油醚(BGE)反應制得具有反應活性的碳納米管(a-MWCNTs)。
　　 對于電紡PEI納米纖維的工藝進行了研究，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對纖維的微觀形貌進行了觀察，PEI纖維的宏觀取向良好。通過TEM和偏振拉曼光譜對碳納米管在纖維中的取向進行了分析，分析結果表明活性碳納米管能夠沿著纖維的軸向進行排列，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納米纖維膜對環(huán)氧樹脂(TDE-85)澆注體進行增韌。當PEI含量為1.7％時對環(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PEI納米纖維中的活性碳納米管的含量為3wt％時對環(huán)氧樹脂澆注體的拉伸強度的提高為6.4％。1.7wt％PEI納米纖維對環(huán)氧樹脂澆注體的沖擊強度提高最大，與純環(huán)氧樹脂體系相比沖擊強度提高了14.1％。
　　 采用含量不同的活性碳納米管的PEI納米纖維膜對T700碳纖維/環(huán)氧樹脂預浸料復合材料進行增韌，增韌后的復合材料的拉伸強度、壓縮強度、沒有明顯的改善，彎曲強度和剪切強度有小幅的提高。但是增韌后的復合材料的