靜電噴射碳納米管增強碳纖維的研究.pdf

1、碳纖維作為先進復合材料的增強纖維，由于具有高比強度、高比模量、耐燒蝕、耐磨、抗疲勞等優(yōu)異性能，目前已成為航空航天領(lǐng)域不可缺少的材料。同時其在工業(yè)、民用產(chǎn)品方面的應用也得到不斷開發(fā)。雖然現(xiàn)有的碳纖維產(chǎn)品具有很高的強度與彈性模量，但其實際值與理論值存在很大距離。碳纖維結(jié)構(gòu)缺陷是造成其實際強度遠遠低于理論強度最為主要的因素。
　　 本文以消除碳纖維表面結(jié)構(gòu)缺陷、提高碳纖維的物理力學性能為目標，采用力學性能優(yōu)異的表面修飾碳納米管為增強體

2、，通過靜電噴射技術(shù)，將表面修飾碳納米管植入碳纖維的表面結(jié)構(gòu)缺陷中，制備出高性能碳納米管增強碳纖維。主要分析了碳纖維表面結(jié)構(gòu)缺陷，并研究了碳納米管靜電噴射液及碳納米管增強碳纖維的制備和分析過程，同時討論了碳納米管的數(shù)量和分布均勻度對碳納米管增強碳纖維抗拉強度的影響。
　　 本文借助掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)觀察了碳纖維表面結(jié)構(gòu)缺陷以及碳納米管增強碳纖維的表面形態(tài)。通過X射線光電子譜(XPS)并結(jié)合紅外光譜(I

3、R)對除膠前后的碳纖維、功能化多壁碳納米管及碳納米管增強碳纖維的表面元素、表面官能團進行了表征研究。研究結(jié)果表明：采用硝酸浸泡，丙酮洗滌方法可有效去除碳纖維表面膠體；以N，N-二甲基甲酰胺為分散液，以十二烷基苯磺酸鈉為表面活性劑，借助超聲技術(shù)可制備較理想的碳納米管靜電噴射液；研究不同電壓，噴射距離，擠出速率等過程參數(shù)對噴射效果的影響，得到了最佳工藝參數(shù)：電壓：20kV，噴射距離：5cm，擠出速率：5ml/h。
　　 本文對制備的