纳米SiO2改性EP对基体力学性能和芳纶纤维／EP复合材料界面性能的影响.pdf

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1、塑料工业第39卷第3期·64·CHINAPLASTICSINDUSTRY2011年3月纳米SiO2改性EP对基体力学性能和芳纶纤维／EP复合材料界面性能的影响张淑慧，严密林，崔红，张炜(1．中国石油集团石油管工程技术研究院，陕西西安710065；2．西安航天复合材料研究所，陕西西安710025)摘要：研究了纳米SiO：对环氧树脂(EP)基体力学性能的影响，并进一步采用对位芳纶纤维(F一12)增强环氧树脂，制备了NOL环复合材料，通过复合材料层间剪切性能测试考核了F一12与环氧树脂之间的界面粘接性能。结果表明：环氧树脂中添加适量的纳米SiO能够有效提高环氧树

2、脂浇注体的拉伸强度、拉伸弹性模量、冲击强度。纳米SiO的加入，可以有效改善F一12与环氧树脂基体之间的界面粘接性能，降低复合材料的空隙率，F一12／~N米SiO(6％)一EP复合材料的层问剪切强度(ILSS)提高约60．3％。关键词：二氧化硅；环氧树脂；芳纶纤维；复合材料；界面性能；力学性能中图分类号：TQ323．5；TQ327．9文献标识码：A文章编号：1005—5770(2011)03—0064—03TheEffectofEPModifiedbyNano’SiO2ontheMechanicalPropertyofMatrixandlnterfacial

3、PropertybetweenPara-aramidFiberandEPZHANGShu‘hui，YANMi—ling，CUIHong，ZHANGWei(1．CNPCTubularGoodsResearchInstitute，Xian710065，China；2．XianAerospaceCompositesResearchInstitute，Xian710025，China)Abstract：Theeffectofnano。SiO，onthemechanicalpropertyofEPmatrixwasstudied．TheNOLringcomposit

4、eswerepreparedthroughpara—aramidfiberF一12reinforcedepoxy．TheinterfaeialbondingpropertybetweenfiberandEPwasalsostudiedbyinterlaminarshearstrength(ILSS)test．Theresultsshowedthatthetensilestrength，tensilemodulusofelasticityandimpactstrengthofEPmatrixcouldbeimprovedbytheadditionofnano

5、—SiO2inepoxy．Theinterfaeialbondingpropertybetweenpara—armidfiberandmatrixwasalsoimproved．Theporosityofcompositematerialswasreduced．TheILSSinF一12／nano‘SiO2(6％)。EPcon—positewasimprovedby60．3％．Keywords：SiO2；Epoxy；AramidFiber；Composite；IntefaeialProperty；MechanicalProperty环氧树脂(EP)具有良好

6、的机械、电气、粘接复合材料整体性能。本文采用纳米SiO，改性EP，研性、化学稳定性等性能，但其固化物脆性大，与高性究了纳米SiO对EP基体力学性能的影响；并采用对能增强纤维一芳纶纤维的界面粘接性能较差。研究人位芳纶纤维(F一12)增强EP，通过对复合材料层间员曾采用在树脂中加入增塑剂、橡胶、热塑性树脂等剪切强度性能进行测试，考核了F一12与基体之间的增韧改性方法，可成倍地提高材料的冲击强度，但又界面性能。不可避免地使材料的模量、耐热性、抗张强度等其他1实验部分性能有所下降⋯。作为一种新的获得低成本、高性1．1原材料及仪器设备能的工程材料改性途径，刚性无机粒

7、子增强增韧聚合EP：E-51，无锡树脂厂；EP：TDE-85，天津津物的方法业已引起人们的重视J。从分子水平设计东化工厂；芳纶纤维：F一12，西安复合材料研究所；复合材料，通过控制纳米材料在高聚物中的分散与复纳米SiO一(在0．4～0．8之间)：已表面处理，比合，能够在树脂较弱的微区内起补强、填充、增加界表面积640m／g，平均粒径为10nm，浙江舟山明日面作用力，从而改善纤维／基体界面性能，最终提高纳米材料有限公司。作者简介：张淑慧，女，博士，1973年生，主要从事高性能树脂基复合材料及其成型工艺的研究。zsh20Ol2002@126．con第39卷第3

8、期张淑慧，等：纳米SiO改性EP对基体力学性能和芳纶纤f~VEP复