碳納米管—玻纖/環(huán)氧復(fù)合層板制備工藝及其性能研究


16800字 41頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘 要

碳納米管本身獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)使得其具有優(yōu)異的力學(xué)性能、熱性能、介電性能等，在高性能復(fù)合材料領(lǐng)域中應(yīng)用前景巨大。高性能碳納米管加強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料制備的關(guān)鍵之一在于成型過程中保證碳納米管有良好的分散和取向，實(shí)現(xiàn)碳納米管對樹脂和界面的增強(qiáng)，從而提高復(fù)合材料性能。本文開展復(fù)合材料成型工藝及其性能研究，具有重要理論意義和實(shí)用價值。
本文基于碳納米管-玻璃纖維協(xié)同增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料體系，采用真空灌注、手糊等不同工藝制備復(fù)合材料層板，研究碳納米管對碳納米管—玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的力學(xué)性能界面粘結(jié)強(qiáng)度的影響。分析不同工藝下層板缺陷狀況，研究成型質(zhì)量的差異，以及碳納米管分散性的差異對工藝的影響，使碳納米管—玻璃纖維復(fù)合材料制備工藝的發(fā)展具有重要參考價值。
本文研究成果如下：
（1）真空灌注工藝極大地減少了氣泡對復(fù)合材料的影響，使復(fù)合層板更加密實(shí)，碳納米管的分散更加均勻，從而制得的復(fù)合材料層板性能更加優(yōu)異，。手糊工藝作為簡潔的傳統(tǒng)工藝，操作簡單，但是存在氣泡、碳納米管分散不均等問題使得制得的復(fù)合材料性能不佳。
（2）使用表面活性劑處理碳納米管可以提高碳納米管在復(fù)合材料中的分散程度，從而提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。但是表面活性劑的濃度對復(fù)合材料性能有很大影響，濃度過大將會降低復(fù)合材料的性能。
（3）碳納米管的加入對玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合層板有重要的影響：可以提高樹脂與纖維之間應(yīng)力傳遞，增強(qiáng)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：碳納米管 ；玻璃纖維；環(huán)氧樹脂；復(fù)合材料；分散；制備工藝