基于微波固化工藝的MWCNT-環(huán)氧復合材料制備及其基本性能研究.pdf

1、隨著環(huán)氧樹脂復合材料的發(fā)展，其在結構材料以及功能材料中的應用越來越多，對其性能、成型周期以及環(huán)境友好等方面提出了越來越高的要求。作為新型的樹脂固化技術—微波固化受到越來越多的關注，微波固化具有加熱均勻、固化速度快、易于控制、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。目前，微波對固化反應活化能及不同增強體的環(huán)氧復合材料性能影響，已經存在大量研究。但在微波固化過程中，納米增強體在環(huán)氧樹脂基體中的分散穩(wěn)定性、復合材料中增強體與基體之間的界面性能等方面的問題還需要進一步

2、深入研究，有利于環(huán)氧樹脂復合材料作為結構材料或者功能材料滿足更高的性能需求，同時也有利于微波固化技術的進一步應用。本論文基于文獻報道和前期探索，對微波固化工藝進行了探究，然后系統(tǒng)考察了微波作用對提高碳納米管(MWCNT)在環(huán)氧樹脂中分散穩(wěn)定性和界面結合的機制，深入探討了微波作用下MWCNT對環(huán)氧樹脂力學、耐熱、導熱、導電性能增強效果，分析了微波固化MWCNT/環(huán)氧復合材料的增強機制。主要工作如下:
　　(1)探究了適合所選用環(huán)氧樹

3、脂體系的最佳微波固化工藝，并與傳統(tǒng)熱固化工藝進行了對比研究。通過前期實驗探究，本文以凝膠時間和完全變硬時間為界，采用三段微波功率進行固化，與熱固化相比固化時間短，且固化產物有較高的力學性能和固化度;通過紅外光譜比較發(fā)現(xiàn)微波固化不會改變產物化學結構。
　　(2)系統(tǒng)考察了微波作用對改善碳納米管在環(huán)氧樹脂中分散穩(wěn)定性和界面結合的機制。結果表明，未經微波處理MWCNT分散液靜置過程中出現(xiàn)明顯的沉降現(xiàn)象，粒徑由624nm變?yōu)?92nm;微

4、波處理后始終保持良好的分散效果，粒徑由636nm變?yōu)?89nm。在微波條件下碳納米管在環(huán)氧樹脂中能保持更好的團聚體形貌和粒徑，有更好的分散穩(wěn)定性。TFBT測試發(fā)現(xiàn)微波固化基體對MWCNT有更好的浸潤性和界面結合力，同時原位拉伸拉曼結果也表明，微波固化產物界面性能更好。
　　(3)系統(tǒng)研究了微波固化條件下，MWCNT對環(huán)氧樹脂基復合材料的力學、耐熱、導熱、導電等性能的增強機制。結果表明，隨著MWCNT含量的增加，微波固化產物能保持更