納米氧化鋁-碳纖維多尺度增強聚酰胺基復合材料的制備工藝及力學性能.pdf

1、纖維增強熱塑性樹脂基復合材料由于其優(yōu)異的力學性能、易回收利用等特點而愈加受到重視。而通過多尺度增強進一步優(yōu)化其綜合力學性能已成為目前研究熱點。本文采用疊層模壓法制備了納米氧化鋁/碳纖維多尺度增強聚酰胺基(carbon fiber fabric/nano alumina/polyamide，CFF/Al2O3/PA6)復合材料層壓板，借助場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）、熱重/差示掃描（TGA/DSC）同步熱分析和傅里葉變換紅外光譜儀(

2、FTIR)等測試手段研究了預浸料制備工藝、模壓工藝和納米Al2O3加入量等因素對碳纖維增強聚酰胺復合材料性能的影響規(guī)律。
　?。?）CFF在甲酸溶液浸潤24h后，能夠有效的去除碳纖維表面的上漿料；4w t％的PA6/甲酸溶液中浸潤24h后，可獲得浸滲良好的預浸料。
　?。?）通過疊層模壓法制備了CFF/PA6復合材料，研究了模壓溫度、模壓壓力和保壓時間對CFF/PA6層壓板力學性能的影響。結(jié)果表明最佳的模壓工藝參數(shù)為：預壓在

3、1MPa并保壓10min，之后升至全壓3MPa并保壓15min；裝模溫度在180℃，模壓溫度在230℃，CFF/PA6層壓板的力學性能為：彎曲強度250.3MPa、層間剪切強度87.1MPa、沖擊強度56.1MPa。
　?。?）在樹脂PA6中引入納米Al2O3粒子后，隨著納米Al2O3粒子加入量的增大，CFF/Al2O3/PA6層壓板的彎曲強度、沖擊強度都呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，當納米Al2O3粒子含量為6wt%時，兩項力學強度均

4、達到峰值，但是層間剪切強度出現(xiàn)明顯下降。結(jié)合SEM微觀形貌照片，納米Al2O3出現(xiàn)不同程度的團聚現(xiàn)象。這說明適量的納米Al2O3粒子的引入能夠明顯改善層壓板的彎曲、沖擊強度，但是對層壓板的層間剪切性能不利，這與納米粒子的團聚有關(guān)。
　?。?）納米Al2O3粒子的加入能明顯改善復合材料層壓板的力學性能，在納米Al2O3含量為6wt%時，彎曲強度和垂直方向沖擊強度都分別了為387.6MPa、80.3MPa，相對于CFF/PA6層壓板分