Углеродные нанотрубки для упрочнения волокнистых композиционных материалов на основе эпоксидной матрицы

摘要

Дана оценка верхней границы модуля упругости нанокомпозита для 1D-, 2D- ЗD-однородного распределения нанотрубок в полимерной матрице. Отмечено, что наилучшие экспериментальные результаты, достигнутые в упрочнении эпоксидной матрицы введением в нее однослойных углеродных нанотрубок (ОСУНТ), близки к верхнему пределу увеличения модуля нанокомпозита. Показано, что данный результат не может быть достигнут, если нанотрубки работают в матрице изолированно друг от друга. Сделан вывод о том, что нанотрубки образуют непрерывную упрочняющую сетку внутри эпоксидной матрицы. Дано объяснение обнаруженного ранее авторами эффекта упрочнения волокнистого композита на основе связующего ЭНФБ, изготовленного по препреговой технологии при добавлении в связующее сверхмалых концентраций (~ 0,008 %) ОСУНТ-наномодификатора. Причина упрочнения состоит в образовании между слоями ткани в композите сверхтонких слоев нанокомпозита ОСУНТ/полиэпоксид с высокой концентрацией нанотрубок в них. Проведено сравнение полученных результатов с представленными Nanocyl S.A.Beldgim (наномодификатор EPOCYL~(TM) NCR2HM-01) на примере однонаправленного слоя уг-леволокнистого композита.