碳纳米管—玻纤环氧复合层板制备工艺及其性能研究.docx

碳纳米管—玻纤/环氧复合层板制备工艺及其性能研究


16800字 41页 原创作品，已通过查重系统


摘 要

碳纳米管本身独特的微观结构使得其具有优异的力学性能、热性能、介电性能等，在高性能复合材料领域中应用前景巨大。高性能碳纳米管加强树脂基复合材料制备的关键之一在于成型过程中保证碳纳米管有良好的分散和取向，实现碳纳米管对树脂和界面的增强，从而提高复合材料性能。本文开展复合材料成型工艺及其性能研究，具有重要理论意义和实用价值。
本文基于碳纳米管-玻璃纤维协同增强环氧复合材料体系，采用真空灌注、手糊等不同工艺制备复合材料层板，研究碳纳米管对碳纳米管—玻璃纤维增强环氧复合材料的力学性能界面粘结强度的影响。分析不同工艺下层板缺陷状况，研究成型质量的差异，以及碳纳米管分散性的差异对工艺的影响，使碳纳米管—玻璃纤维复合材料制备工艺的发展具有重要参考价值。
本文研究成果如下：
（1）真空灌注工艺极大地减少了气泡对复合材料的影响，使复合层板更加密实，碳纳米管的分散更加均匀，从而制得的复合材料层板性能更加优异，。手糊工艺作为简洁的传统工艺，操作简单，但是存在气泡、碳纳米管分散不均等问题使得制得的复合材料性能不佳。
（2）使用表面活性剂处理碳纳米管可以提高碳纳米管在复合材料中的分散程度，从而提高复合材料的力学性能。但是表面活性剂的浓度对复合材料性能有很大影响，浓度过大将会降低复合材料的性能。
（3）碳纳米管的加入对玻璃纤维增强环氧复合层板有重要的影响：可以提高树脂与纤维之间应力传递，增强复合材料界面结合强度。

关键词：碳纳米管 ；玻璃纤维；环氧树脂；复合材料；分散；制备工艺