本文關(guān)鍵詞：纖維表面處理及增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的研究

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【摘要】：復(fù)合材料中界面與增強(qiáng)材料的排列結(jié)構(gòu)是影響復(fù)合材料性能的重要因素,本實(shí)驗(yàn)研究了苧麻纖維經(jīng)過(guò)熱處理后的性能變化及短切炭纖維三維網(wǎng)絡(luò)體增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的性能。熱處理法是一種綠色環(huán)保有效的表面處理方法,本實(shí)驗(yàn)分別在空氣和氮?dú)鈿夥障聦?duì)苧麻纖維進(jìn)行熱處理,并對(duì)其熱穩(wěn)定性、結(jié)晶性、化學(xué)結(jié)構(gòu)、縱向熱變形行為和表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。熱重分析(TG)表明,在200℃以下,在氮?dú)夂涂諝鈿夥障聼崽幚淼钠r麻纖維具有相似的熱穩(wěn)定性,其重量損失均為8%左右,超過(guò)200℃兩者之間失重差異較大,因此判斷200℃為合適的熱處理溫度。采用紅外光譜分析表明經(jīng)過(guò)熱處理后苧麻纖維中-OH數(shù)量明顯降低。通過(guò)X射線衍射分析表明,熱處理降低了苧麻纖維的結(jié)晶度,水份的存在導(dǎo)致結(jié)晶面間距增大。由熱機(jī)械分析儀測(cè)定結(jié)果表明,熱處理后的吸濕的苧麻纖維具有熱膨脹特性,干燥空氣處理未吸濕的苧麻纖維在100℃溫度以下顯示熱收縮,100℃以上顯示熱膨脹,氮?dú)庀绿幚砗蟛晃鼭竦钠r麻纖維在整個(gè)溫度范圍內(nèi)顯示熱收縮。通過(guò)掃描電子顯微鏡表明通過(guò)氮?dú)饣蚩諝庀聼崽幚淼钠r麻纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的界面相容性和粘合性均得到較大改善。以酚醛樹(shù)脂粘結(jié)短切炭纖維并炭化制得炭纖維網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)體(CFNR),再采用真空袋成型法浸入環(huán)氧樹(shù)脂制得CFNR環(huán)氧樹(shù)脂新型復(fù)合材料。通過(guò)POM和SEM觀察CFNR和復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu),采用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試力學(xué)性能,以及用電阻儀測(cè)定導(dǎo)電性能等方法對(duì)材料進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,炭化后的酚醛樹(shù)脂將短切炭纖維粘結(jié)成連續(xù)的三維剛性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),CFNR/EPOXY復(fù)合材料中炭纖維間有明顯可見(jiàn)的炭質(zhì)粘結(jié)點(diǎn)；CFNR/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料較純EPOXY、常規(guī)短切炭纖維(SCF)/EPOXY復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度分別提高33%、29%,壓縮強(qiáng)度分別提高23%、10%；同時(shí),電阻率是SCF/EPOXY復(fù)合材料的1/45。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB332
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本文編號(hào)：1236341