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多壁碳納米管改性玻纖/環氧樹脂復合材料的制備及力學性能

放大字體  縮小字體 發布日期:2016-03-24  來源:復材應用技術網  瀏覽次數:23
       為了充分利用碳納米管(CNTs)優異的力學性能優勢來進一步提高玻纖/環氧樹脂復合材料的模量,本文提出了兩種將CNTs引入復合材料的方法。第一種方法:將多壁碳納米管( MWCNTs),通過超聲、高速剪切和三輥機碾壓等方法分散在低粘度的環氧樹脂中,制備MWCNTs/環氧樹脂復合材料基體,但是碳納米管的引入,使得樹脂的拉伸強度在CNTs含量超過lwt%后呈下降趨勢,模量的增加也不明顯,最終導致制備的MWCNTs/玻纖/環氧樹脂復合材料改性效果并不理想。第二種方法:在高壓靜電場下,將碳納米管直接附著在玻纖絲束表面,通過電場實現CNTs的定向附著,用得到的改性絲束與環氧樹脂復合,制備復合材料。實驗結果顯示,這種新方法制得的玻纖絲束的力學性能得到了明顯的改善,模量提高了近30%,相應的復合材料力學性能也得到明顯提高。接下來又采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了碳納米管在樹脂中的分散狀態以及力學試樣的斷口形貌。通過對比發現,在同等MWCNTs添加量的前提下,用第一種方法制備的玻纖增強樹脂基復合材料的模量提高了不到10%,而第二種方法提高了21%.第二種方法更為有效。

      與碳纖維相比,玻璃纖維具有較大的應變率和價格低廉等優點,但是玻璃纖維的模量要遠低于碳纖維,所以有必要研究如何提高玻纖增強復合材料的力學性能,尤其是模量的提高,以使低成本的玻纖可以部分替代碳纖維。
 
       碳納米管具有優異的力學性能,其強度和模量是普通的碳纖維高一個數量級,碳納米管自1991年被Iijima發現以來,一直在復合材料領域被廣泛關注,少量碳納米管的加入就可以大大增加樹脂和纖維的力學性能,同時能相應提高復合材料其他方面,如熱性能、電磁性等。

 
資料下載:   多壁碳納米管改性玻纖-環氧樹脂復合材料的制備及力學性能.pdf
 
 
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