碳纳米管复合纤维预制体及其混杂多尺度复合材料的制备和力学性能

《碳纳米管复合纤维预制体及其混杂多尺度复合材料的制备和力学性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第30卷第6期2013年12月沈阳航空航天大学学报JoumalofShenyangAerospaceUniversityV01．30No．6Dec．2013文章编号：2095—1248(2013)06—0067—05碳纳米管复合纤维预制体及其混杂多尺度复合材料的制备和力学性能王柏臣1，-．王(1．沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136；2莉1，周高飞1辽宁省高性能聚合物基复合材料重点实验室沈阳110136)摘要：将玻璃纤维织物放入已经过超声分散的碳纳米管／丙酮溶液中，通过浸泡／超声方法制备碳纳米管复合纤维预制体。采用树脂传递模塑(RTM)工艺制备碳纳米管／玻璃纤

2、维／环氧树脂混杂多尺度复合材料。通过光学显微镜、溶液电导率测试和扫描电子显微镜(SEM)观察研究碳纳米管分散体系稳定性对纳米复合预制体纤维表面形貌的影响。力学性能测试结果表明，当碳纳米管用量为0．0l∥ml、0．005g／ml时，混杂多尺度复合材料层间剪切强度、弯曲强度分别达到最大值，比未加入碳纳米管时分别提高了15．14％和15．59％。关键词：碳纳米管；纳米复合预制体；混杂多尺度；力学性能中图分类号：TB332文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2013．06．015Preparationandmechanicalpropertiesofc

3、arbonnanotube-basedpreformanditshybridmultiscalecompositesWANGBai—chenl一，WANGLil，ZHOUGao．feil(1．FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136；2．KeyLaboratoryofHighPerformancePolymerMatrixComposites，Shenyang110136)Abstract：Apreformcontainingcarbonnanotubes(CNTs)wasfa

4、bricatedbyimmersingglassfabricintoul-trasonacatedCNTs／acetonedispersion，whichwasusedtoprepareCNTs／glassfiber／epoxyhybridmultiscalecomposites．TheeffectsofthestabilityofCNTsdispersiononthesurfacemorphologicalstructureofglassfi—berwithphysicallyadsorbedCNTswerestudiedviaopticalmicroscope，solutio

5、nconductivitymeasurementandscanningelectronmicroscopy(SEM)．TheCNTsloadingsof0．01g／mland0．005g／mlimprovedtheinterlaminarstrength(ILSS)andflexuralstrengthofthecompositescontainingvariousscalereinforcementsby15．14％and15．59％，respectively，ascomparedtothecontrolcarbon／epoxycomposites．Keywords：carbo

6、nnanotubes(CNTs)；nanocompositepreform；hybridmultiscale；mechanicalproperties碳纳米管自1991年由日本电镜学家Iiji—ma’1o发现以来，因其优异的电性能、力学性能、热性能而得到广泛的关注。碳纳米管的直径处于纳米级，长径比大，且具有极高的轴向抗拉强度，这些优良特性使碳纳米管非常适合用作复合材料的增强体旧j。把碳纳米管引入传统纤维增强聚合物基复合材料，形成同时含有微米尺度和纳米尺度增强体的多尺度结构是实现结构功能一体化复合材料低成本制造的有效手段。当前，制造碳纳米管混杂多尺度复合材料的的工艺方法主要有2种：

7、(1)采用超声波或三辊碾压的方法把碳纳米管分散于树脂基体中，再与连续纤维复合制备复合材料；(2)采用化学气相沉积(CVD)或电化学手段制备碳纳米管复合纤维预制体，再与树脂基收稿日期：2013—09—10基金项目：国家自然科学基金(项目编号：50703024)；航空科学基金(项目编号：2010ZF54017)作者简介：王柏臣(1973一)，男，黑龙江哈尔滨人，副教授，主要研究方向：聚合物基复合材料，E-mail：wang—baichen@126．tom。68沈阳航空航天大学学报第3