碳纳米管-玻璃纤维织物增强环氧复合材料的结构与性能
2017-09-18,,2,,,,2
材料工程 2017年9期
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(1 河海大学 力学与材料学院,南京 211100;2 南通河海大学海洋与近海工程研究院,江苏 南通 226300)
碳纳米管-玻璃纤维织物增强环氧复合材料的结构与性能
曾少华1,申明霞1,2,段鹏鹏1,郑鸿奎1,王珠银1,2
(1河海大学力学与材料学院,南京211100;2南通河海大学海洋与近海工程研究院,江苏南通226300)
通过物理沉积法和静电吸附法在玻璃纤维织物(GF)表面包覆多壁碳纳米管(MWCNTs),制备GF-d-CNTs和GF-a-CNTs两种多尺度增强体,采用真空灌注工艺制备MWCNTs-GF增强环氧复合材料。采用静态、动态力学法、扫描电镜、红外光谱等分析手段,对复合材料的拉伸、弯曲、层间剪切、黏弹性和微观组成结构表征。结果表明:MWCNTs包覆于GF表面形成“倒刺”结构,并通过啮合作用增强了复合材料界面的强度和树脂韧性,提高了复合材料的玻璃化温度(Tg)等;与纯GF复合材料相比,GF-d-CNTs复合材料的拉伸强度和模量分别提高14.5%和37.9%,弯曲强度和模量分别提高26.2%和36.6%,层间剪切强度提高31.5%;GF-a-CNTs复合材料的Tg提高了8.9℃。
多壁碳纳米管;玻璃纤维织物;复合材料;真空灌注工艺;环氧树脂
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GFRP)具有耐热、耐化学腐蚀及较高比强度、比模量和轻质等优异特性,广泛应用于航空航天、船舶、能源、汽车等工业领域[1]。为适应科学技术的快速发展,传统复合材料的层间剪切强度等力学性能及热性能仍需进一步提高。多壁碳纳米管(MWCNTs)以其超高的模量和机械强度、优良的热传导性、密度小等优点,已成为制备高性能聚合物纳米复合材料的理想填料之一[2]。……
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