CF-EP復(fù)合材料界面引入碳納米管提高其力學(xué)性能的研究.pdf

1、碳纖維/環(huán)氧樹脂（CF/EP）復(fù)合材料憑借優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度以及良好的加工性能，而成為碳纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料中應(yīng)用最廣泛的一種，其應(yīng)用的領(lǐng)域包括航空航天，土木建筑，體育運(yùn)動等。然而，碳纖維顯脆性，在生產(chǎn)和加工的過程中纖維受摩擦力作用很容易出現(xiàn)起毛和單絲斷裂。故在工業(yè)化生產(chǎn)碳纖維過程中，通常都需對碳纖維進(jìn)行上漿處理，上漿劑薄膜能保護(hù)纖維以及增加纖維與樹脂之間的滲透。
　　此外，碳纖維表面的惰性導(dǎo)致纖維與樹脂之間的結(jié)合力較弱。而碳納米（C

2、NT）具有低密度且優(yōu)異的力學(xué)性能已成為一種用于碳纖維樹脂基復(fù)合材料層間增強(qiáng)的非常重要的材料。但是，碳納米管巨大的比表面積使它們之間存在很強(qiáng)的范德華力，這導(dǎo)致了碳納米管嚴(yán)重的團(tuán)聚，這嚴(yán)重地阻礙了它用于改善復(fù)合材料界面強(qiáng)度時力學(xué)性能的發(fā)揮。
　　在本文中，我們通過大量對比與驗證性試驗，最終選用了聚乙烯亞胺作為與碳納米管反應(yīng)的胺類，成功地制備了胺化碳納米管，其表面氮元素含量高達(dá)8.05％。這種胺化碳納米管通過超聲的作用能在N-甲基吡咯烷

3、酮溶劑中以及環(huán)氧樹脂/N-甲基吡咯烷酮溶液中具有很好的分散性，這可以從側(cè)面通過觀察制備的纖維表面吸附碳納米管的形態(tài)來推斷出。含胺化碳納米管的環(huán)氧樹脂/N-甲基吡咯烷酮溶液就是上漿劑，它巧妙地將環(huán)氧樹脂上漿劑和碳納米管結(jié)合在一起。
　　特別值得一提的是，含胺化碳納米管上漿劑的制備工藝簡單，且只通過上漿處理就可以實(shí)現(xiàn)批量連續(xù)生產(chǎn)CNT/CF碳纖維。與未上漿CCF700碳纖維相比，上漿CCF700碳纖維與環(huán)氧體系的接觸角減少了11.74