环氧树脂纳米复合材料韧性和粘接性能的研究

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1、分类号学写Ｄ２０１２７７２１７学校代码１０４８７密敬＃个郵换／ｖ穿博壬学位论文环氧树脂纳米复合材料初性和船接性能的研究学位申请人：周何乐子学科专业：材料加工工程指导教师：周华民教授１７Ｉ答辩日期：２０年５月１２日心軒ｒ：麵Ｉ議ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎＰａｒｔｉａｌＦｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＰｈｉｌｏｓｏｐｈｙｉｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＦｒａｃｔｕｒｅｔｏｕｈｎｅｓ

2、ｓａｎｄａｄｈｅｓｉｖｅｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆｇｐｐｅｏｘｂａｓｅｄ－ｎａｎｏｃｏｍｏｓｉｔｅｓｐｙｐＰｈ．Ｄ．Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＺｈｏｕＨｅｌｅｚｉＭａｏｒ：Ｍａ化ｒｉａｌｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｊｇｇｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＺｈｏｕＨｕａｍｉｎｐＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＷｕｈａｎ４３００７４Ｐ？化Ｃｈｉｎａ，Ｍａ２０１７ｙ，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及

3、取得的研究成果。尽我所知，除文中己经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，均己在。对本文的研究做出贡献的个人和集体文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；＾〇＞心日期：年３月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ：学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。，可采用影印、缩印或扫描等

4、复制手段保存和汇编本学位论文本论文属于保密曰，在年解密后适用本授权书。不保密ｉｘ／＂＂（请在Ｗ上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导教师签名；ＬＶＩ年ｃ日期；：衣月日日期巧ｙ月／日＾华中科技大学博去学位论文摘要一种典型的热固性材料环氧树脂是，具有良好的力学性能，在工业中得到了广泛应用。特别的，碳纤维增强环氧树脂（ｃａｒｂｏｎ加ｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｏｘＣＦ／ＥＰ巧ｙ，）复合材料是航空工业中一种重要的结构材料。然而，未经过改性的环氧树脂初性较差，导致ＣＦ／ＥＰ复合材料容易发生层间开裂和纤维分层，是阻碍环氧树脂应用和

5、发展的关键一直亟待解决。所Ｗ，提高环氧树脂的本体初性和ＣＦ／ＥＰ复合材料的层间初性是的问题。近年来有很多工作采用添加纳米填料来改善上述性能，但发现虽然环氧树脂的本体初性可被大幅提高，但该初性难在ＣＦ／ＥＰ复合材料中得到充分发挥，一层间初性仍有待进步提高。同时，环氧树脂的广泛应用还得益于其良好的粘接性，但有关湿热环境和疲劳载荷对环氧复合材料粘接性能影响的研究还不是很全面能。－针对上问题，本文使用短碳纤维、石墨婦、碳纳米管短碳纤维等填料增初环氧本体的同时对ＣＦ／ＥＰ复合材料进行层间增初，并研巧了湿热环境和疲劳载荷对环氧树，具体工作如下

6、脂复合材料粘接性能的影响。分别使用短碳纤维巧ＣＦｓ巧日石墨婦填料提高环氧树脂的本体初性。石墨婦通过在７００化空气中热还原氧化石墨筛制得。在环氧树脂基体中添加２．５ｗｔ．％的ＳＣＦｓ能使本体的断裂初性和断裂能量释放率分别提高１４２％和％７％；添加ｌ．Ｏｗｔ．％的石墨痛在￣￣増加本体的断裂能量释放率１５０％的同时使热膨胀系数降低３０％。本章针对环氧（）树脂本体增初的研究为下两章ＣＦ化Ｐ复合材料的层间增初奠定了基础。生长碳纳米管ＣＮＴｓ的ＳＣＦＣＮＴ－ＳＣＦｓ有效提高了环氧树脂基体的本体初性向（）（）ＣＦ／ＥＰ层间初性的转移率，并极大的提

7、高了ＣＦ／ＥＰ复合材料的层间初性。首先通过火焰法在微米尺寸的ＳＣＦｓ上生长纳米尺寸的ＣＮＴ，然后分别使用多级增初体系ｓＣＮＴ－ＳＣＦｓ和未生长ＣＮＴ的ＳＣＦｓ层间增初ＣＦ／ＥＰ复合材料。实验结果对比表化仅使用ＳＣＦｓ层间增初ＣＦ／ＥＰ复合材料时，ＳＣＦｓ／环氧树脂的本体初性并不能得到有２效发挥。当ＳＣＦｓ表面生长ＣＮＴｓ后，即使在较低的面密度リ．０Ｉｎｇ＾ｍ情况下，ＣＦ／ＥＰ）Ｉ华中科技大学博去学位论文２复合材料的Ｉ型层间初性（Ｇ／Ｃ）相比对照组增加了１２５％１．１７ｋＪ／ｍ，并且ＣＮＴｓ与ＳＣＦｓ（）有良好的协同增初效应。通

8、过ＳＥＭ表征等分析，发现