含碳納米管上漿劑對碳纖維-環(huán)氧樹脂復合材料力學性能的影響.pdf

1、碳纖維增強聚合物復合材料是一種性能優(yōu)異的復合材料，由于其物理結(jié)構(gòu)，它具有很高的比強度和比模量，而密度很低，在質(zhì)輕高強的同時具有耐高溫、耐疲勞、耐腐蝕等物理、化學性能。碳纖維的表面上活性基團少、對樹脂基體的浸潤性差，這大大制約了其優(yōu)異性能的發(fā)揮。碳納米管具有極高的強度、剛度和韌性，密度低，比表面積大，耐強酸強堿，耐高熱，穩(wěn)定性強。由于碳納米管在納米尺度的優(yōu)勢，且能提供滿足需求的性能，因而考慮用碳納米管對碳纖維進行涂覆增強，從而使形成的復合

2、材料的性能得到提高，改善其缺陷，最終達到增強整體的作用。本文利用將碳納米管添加入上漿劑中對國產(chǎn)T800碳纖維上漿的同時使碳納米管涂覆纖維表面，對碳纖維進行改性，并對碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料力學性能的影響進行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴制備碳纖維上漿劑的去離子水分散溶液，探究合適的上漿劑濃度、纖維上漿時間等工藝，探索最適合的參數(shù)。最終選取了上漿劑濃度體積分數(shù)3％，上漿時間60s作為后續(xù)實驗設計的上漿參數(shù)。⑵制備含有碳納米管的

3、纖維上漿劑分散液，通過單絲斷裂測試等方案探究不同官能團的碳納米管對碳纖維復合材料性能的影響。通過實驗發(fā)現(xiàn)羧基化官能團的碳納米管改性后單根碳纖維與環(huán)氧樹脂間的界面剪切強度增加的非常突出，由不含碳納米管的50.31MPa增強到了62.35MPa，相反，胺基化官能團改性碳納米管的加入反而降低了其界面剪切強度。⑶制備官能化碳納米管改性碳纖維/環(huán)氧樹脂單向復合材料，分析對比不同官能團及不同碳納米管濃度對復合材料力學性能的影響。從實驗結(jié)果來看，官能