靜電紡絲制備PSF-MNNTS-Epoxy雜化納米纖維同步增強增韌CFR實現(xiàn)機制的研究.pdf

1、CFRP復合材料在航天航空領(lǐng)域的廣泛應用要求其具有良好的強度及韌性，然而熱塑性塑料粒子或膠膜的層間增韌方式難以實現(xiàn)其強度及韌性的同步提高。本文通過將MWNTs的官能化改性制備了MWNTs-Epoxy，以CFRP預浸料貼附的高速轉(zhuǎn)動輥筒作為靜電紡絲接收裝置，制備了MWNTs-Epoxy高度取向的PSF/MWNTs-Epoxy雜化納米纖維膜，作為層間夾層用于同步增強增韌CFRP復合材料。本文考察了MWNTs的純化和官能化改性效果，研究了不同

2、MWNTs-Epoxy含量對PSF/MWNTs-Epoxy雜化納米纖維膜微觀形貌的影響，并討論了雜化納米纖維膜對復合材料力學性能影響以及同步增強增韌機理。
　　 1、利用純化、混酸化、環(huán)氧化等手段制備MWNTs-Epoxy。純化過程除去了MWNTs表面的無定形碳、金屬雜質(zhì)及碳納米顆粒。官能化MWNTs-Epoxy的環(huán)氧基團接枝率為24.87％。MWNTs-Epoxy在靜電紡絲液中分散良好，靜電紡絲液的表面張力以及電導率隨MWNT

3、s-Epoxy含量的增加而提高。
　　 2、隨著MWNTs-Epoxy含量的升高，PSF/MWNTs-Epoxy雜化納米纖維的直徑逐漸減少，PSF/MWNTs-Epoxy雜化納米纖維以及嵌于其內(nèi)部的MWNTs-Epoxy的取向度逐漸提高。MWNTs-Epoxy良好的分散于PSF/MWNTs-Epoxy雜化納米纖維軸向位置。
　　 3、與無規(guī)取向PSF/MWNTs-Epoxy雜化納米纖維相比，具有高度取向的MWNTs-Ep

4、oxy的PSF/MWNTs-Epoxy雜化納米纖維對CFRP復合材料同步增強增韌效果更加明顯。與未增強增韌的CFRP復合材料相比，CFRP復合材料的彎曲強度、彎曲模量、層間剪切強度和Ⅱ型層間斷裂韌性分別增加了120.71％，150.70％，7.20％以及214.28％。MWNTs-Epoxy與CFRP樹脂基體具有良好的化學界面結(jié)合，可以有效地傳遞內(nèi)部應力載荷。掃描電鏡(SEM)觀察顯示，MWNTs-Epoxy在裂紋擴展中的自身彎曲形變、