MWCNTs对环氧树脂及多尺度MWCNTs-碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响

摘要

通过对胺基化多壁碳纳米管(MWCNTs—NH2)进行改性,得到改性MWCNTs悬浮液(MWCNTs—NH2(M)).分别将羧基化MWCNTs(MWCNTs—COOH)和MWCNTs—NH2(M)分散在环氧树脂(EP)中,采用热熔法制备了多尺度MWCNTs-碳纤维(CF)/EP复合材料.研究了MWCNTs对EP模量、韧性及EP与CF之间界面黏结强度的影响,并分析了MWCNTs与CF上浆剂的作用,评价了多尺度MWCNTs-CF/EP复合材料的力学性能.结果表明:官能团化的MWCNTs可对EP的模量和韧性起到更好的增强作用.MWCNTs接枝的—COOH或—NH2可与CF上浆剂中的环氧基团发生化学反应,提高EP与CF之间的界面剪切强度.MWC-NTs—NH2(M)对多尺度MWCNTs-CF/EP复合材料力学性能的增强效果优于MWCNTs—COOH,当MWC-NTs—NH2(M)的含量为1wt％时,多尺度复合材料的0°压缩强度、90°压缩强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击后压缩强度(CAI)分别提高了16.7％、16.3％、40.9％、30.3％、20.6％.