碳納米管改性氰酸酯樹脂的研究.pdf

1、本文研究采用強(qiáng)酸對多壁碳納米管(MWNTs)進(jìn)行純化處理，利用FT-IR、TEM、XRD等手段對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明，酸化處理能夠除去雜質(zhì)，截短碳納米管，使其表面的羥基、羧基和羰基的含量明顯提高。 由于氰酸酯固化物脆性較大，本文針對雙酚A型環(huán)氧樹脂(DGEBA)/雙酚A型氰酸酯樹脂(BADCy)體系，采用MWNTs對其進(jìn)行改性，制備了MWNTs/DGEBA/BADCy復(fù)合材料。研究了MWNTs/DGEBA/BADC

2、y納米復(fù)合材料的制備工藝，借助DSC、FTIR及凝膠試驗研究了MWNTs對BADCy樹脂聚合反應(yīng)及對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性能的影響，利用透射電子顯微鏡(TEM)和掃描電子顯微鏡(SEM)分別表征了復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)和斷口形貌，測試了復(fù)合材料的靜態(tài)力學(xué)性能、動態(tài)力學(xué)性能(DMA)和熱穩(wěn)定性(TGA)，初步探討了MWNTs改性BADCy樹脂體系的增韌機(jī)理。研究表明，MWNTs能較好地分散在BADCy樹脂中，MWNTs的添加量越少，分散效果就越好；

3、當(dāng)碳納米管的用量為1wt﹪時，復(fù)合材料的力學(xué)性能達(dá)到最佳，彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別為137MPa和16.0 kJ/m<'2>，提高了約8﹪和15﹪；DMA分析表明MWNTs/DGEBA/BADCy納米復(fù)合材料的儲存模量和損耗模量得到較大的提高，當(dāng)MWNTs含量為1.5wt﹪時，體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T<,g>)比未加MWNTs提高了約30℃；TGA分析發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性得到一定程度的改善。 通過MWNTs對BADCy樹脂改性，

4、研制出了適用于高模量碳纖維復(fù)合材料用的樹脂體系，在此基礎(chǔ)上成功制備了MWNTs改性BADCy/碳纖維復(fù)合材料，對其常規(guī)力學(xué)強(qiáng)度和耐濕熱性能進(jìn)行測試，并利用SEM對復(fù)合材料斷口微觀形貌與增韌機(jī)理進(jìn)行了分析。實驗表明，MWNTs的加入能明顯地改善復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐濕熱性，當(dāng)MWNTs的含量為1wt﹪和1.5wt﹪時，復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別為94.7 MPa和862 MPa，提高了約31.0﹪和23.0﹪。經(jīng)MWNTs改性B