碳纳米管聚砜纳米纤维增韧增强环氧树脂的研究

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1、摘要碳纳米管／聚砜纳米纤维增韧增强环氧树脂的研究本文利用静电纺丝技术制备了碳纳米管(CNTs)／聚砜(PSF)复合纳米纤维，将CNTs／PSF复合纳米纤维加入环氧树脂，通过相分散过程制备增韧增强的环氧树脂。通过优化制备工艺，采用混酸氧化处理的CNTs，以N，N’．二甲基乙酰胺(DMAC)／丙酮(Acetone)为混合溶剂，在优化工艺下通过静电纺丝制备了CNTs／PSF的纳米纤维膜。将CNTs／PSF纳米纤维膜加入环氧树脂中，在优化的固化温度下，经溶解和相分散制得增韧增强的环氧树脂。应用透射和扫描电子显微镜表征了CNrs／PSF复合纳米纤维的直径分布，通过测试拉

2、伸和冲击性能分析了复合纳米纤维对环氧树脂的增韧和增强作用，对断裂表面微观形貌进行了观察，并测试了添加复合纳米纤维的环氧树脂动态热力学性能。利用能谱分析了相分散的机理和元素含量。与环氧树脂基体相比，含3wt％CNTs的CNTs／PSF纳米纤维增韧增强的环氧树脂的拉伸强度和模量分别提高13．9％和14．2％，冲击强度提高18．3％，玻璃化转变温度提高了5℃。能谱分析显示CNTs／PSF纳米纤维已溶解于环氧树脂基体中并实现了相分离。关键词：环氧树脂，聚砜，碳纳米管，复合材料北京化工大学硕上学位论文STUDYONCARBONNANOTUBES／POLYSULFONEN

3、ANOFIBERSTOUGHENINGANDREINFORCINGEPOXYRESINSABSTRACTInviewofthetoughnesseffectofPSF，thereinforcementeffectofCNTsandthecompatibilityofPSFnanofibers．Inourstudy，electrospunCNTs／PSFnanofiberswereprepared，thetoughnessandreinforcementwereperformedviasolvingtheCNTs／PSFnanofibersandphasesep

4、arationintheepoxymatrix．Undertheoptimalparameter，CNTswereoxidizedbymixacid．CNTs／PSFnanofiberswerepreparedbyelectrospinningwithCNTs／PSFsolutionsinmixturesofN，N-dimethylacetamide(DMAC)andacetone．ThecuringprocessingwasoptimizedandtoughenedandreinforcedepoxyresinWaspreparedbyinsertingth

5、eCNTs／PSFnanofibersintoepoxyresinundertheoptimalcuringtemperature．SEMandTEMwereusedforobservingthediametersdistributionofCNTs／PSFnanofibers；tensileandimpactexperimentwereusedforcharacterisingtheeffectoftoughnessandreinforcement，DMTAwasusedformeasuringthedynamicmechanicthermalpropert

6、ies，andSEMandⅡTEMwereusedforobservingthemorphologiesoffracturesurface．EnergyDispersiveSpectrometer(EDS)wasusedtoanalysingtheelementcontent．Comparedtoepoxymatrix，thetensilestrengthandmodulusofCNTs／PSFnanofiberswith3w％CNTstoughenedandreinforcedepoxywereenhancedby13．9％and14．2％respectiv

7、elyandtheimpactstrengthincreased18．3％．Vgincreased5"C．TheresultofEDSindicatedtheCNTs／PSFnanofibersweredissolvedintheepoxyresinmaterialandseparatedsuccessfully．KEYWORDS：epoxyresin，carbonnanotubes，polysulfone，compositeⅢ符号说明SCⅥ帆MCⅥ峨SALSPBlGfPGACollagenDGEBACTBNATBNDDMMCDEAPSFPES石DMTADDS

8、TGDDME·CNTsDMACSEME