微納米粒子協(xié)同層間增韌碳纖維復(fù)合材料的研究.pdf

1、單向碳纖維復(fù)合材料的各向異性以及樹脂基體的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，容易導(dǎo)致分層損傷或?qū)娱g斷裂，因此復(fù)合材料的增韌研究具有重要的意義。目前，增韌方法主要包括樹脂基體改性、Z向增韌和層間增韌，其中層間增韌是先進(jìn)復(fù)合材料發(fā)展的重要方向。因此，本文比較了不同工藝自組裝微納米粒子對(duì)層間增韌碳纖維復(fù)合材料的影響，同時(shí)研究了高低溫熔點(diǎn)自組裝微納米粒子的結(jié)構(gòu)變化，并建立了層間增韌機(jī)理模型。
　　1.分別利用自組裝微納米粒子(PA-MWNTs)和微納米粒子直

2、接共混(PA+MWNTs)的方法，制備了增韌環(huán)氧樹脂，研究了樹脂基體的力學(xué)和流變性能，并以不同方法的微納米粒子制備增韌膠膜，比較了層間協(xié)同增韌碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能和微觀形貌，探討了增韌機(jī)理。與直接共混法(PA+MWNTs)相比，自組裝法微納米粒子(PA-MWNTs)對(duì)樹脂基體增韌效果更為明顯，碳納米管的團(tuán)聚現(xiàn)象減少，同時(shí)對(duì)復(fù)合材料的層間協(xié)同增韌效果更為明顯，也高于單獨(dú)采用PA微米粒子或MWNTs納米粒子層間增韌的復(fù)合材料，建立了微納

3、米粒子自組裝模型以及協(xié)同增韌復(fù)合材料模型。
　　2.采用兩種不同熔點(diǎn)的熱塑性聚酰胺(PA)微米粒子和碳納米管制備自組裝微納米粒子PA-MWNTs，制備了不同微納米粒子層間增韌中溫/高溫固化碳纖維復(fù)合材料。研究了微納米粒子的結(jié)晶性，及其對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能和微觀形貌的影響。碳納米管的存在提高了微納米粒子的結(jié)晶度，改變了熔融結(jié)晶后粒子的結(jié)構(gòu)，和碳纖維形成多尺度的界面，有利于提高復(fù)合材料的斷裂韌性，建立了微納米粒子結(jié)構(gòu)變化以及層間增韌機(jī)理