碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在建筑加固補(bǔ)強(qiáng)、航空航天、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域中發(fā)揮著巨大的作用。然而由于環(huán)氧樹脂具有親水性,這使得碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的表面遠(yuǎn)沒有達(dá)到超疏水效果。而復(fù)合材料表面的憎水性差會導(dǎo)致濕氣的不斷滲入,這嚴(yán)重威脅到了復(fù)合材料及其所補(bǔ)強(qiáng)建筑的使用壽命。因此本課題采用簡單的浸涂法,設(shè)計并制備了耐磨、耐酸堿、自清潔的功能化超疏水碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:（1）通過刻蝕、氨基硅油改性碳纖維,再將改性后的碳纖維浸入含有全氟乙烯丙烯共聚物（FEP）、疏水Si O2納米顆粒和聚氨酯（PU）的環(huán)氧樹脂溶液中,最終制得耐磨、自清潔、可持續(xù)疏水的碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。實驗結(jié)果表明,當(dāng)FEP和PU的含量分別為40 wt.%和6 wt.%時,復(fù)合材料表面展現(xiàn)出最佳的超疏水效果,其接觸角為151.9±1.2°。摩擦磨損測試表明,含有40 wt.%FEP和6 wt.%PU的復(fù)合材料具有最低的磨損率0.58×10-13m3/N·m和最小的摩擦系數(shù)0.318。即使在120000圈摩擦后,復(fù)合材料表面仍保持可持續(xù)的高疏水性,其接觸角為148±1.7°。同時,復(fù)合材料還在泥... 

【文章來源】：東北石油大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

飛機(jī)廢棄碳纖維復(fù)合材料的循環(huán)利用[13]

圖 1.2 雙酚 A 型環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)式改性碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的研究進(jìn)展纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料是在上世紀(jì) 60 年代開始商業(yè)生產(chǎn)，這種復(fù)合的應(yīng)用前景，特別是在航空航天、機(jī)械工程、汽車工業(yè)等領(lǐng)域中，其結(jié)構(gòu)]。碳纖維因其高比強(qiáng)度、良好的導(dǎo)電性、熱穩(wěn)定性高、耐腐蝕性、自潤滑復(fù)合材料的首選材料[21,22]。然而，碳纖維表面與聚合物材料之間固有的弱重影響復(fù)合材料的基本力學(xué)性能，如韌性、橫向和縱向強(qiáng)度。因此，越來員致力于探索碳纖維與聚合物基體之間的界面結(jié)合機(jī)理。經(jīng)研究表明，在工過程中，為了獲得良好的界面結(jié)合力，碳纖維和基體之間必須有足夠的力[23]。而由非極性的結(jié)晶石墨層構(gòu)成的碳纖維展現(xiàn)出化學(xué)惰性，這也造成體之間界面結(jié)合性差和浸潤性差[24]。因此，對纖維表面進(jìn)行改性以提高其間的界面結(jié)合力迫在眉睫。

納米管（CNTs）作為一維納米材料，具有高強(qiáng)度（>150 GPa）、質(zhì)量輕A）、優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱、縱橫比（≈1000）等特點，是理想的高性能復(fù)合材-41]。由于其優(yōu)異的特性，碳納米管和納米纖維作為增強(qiáng)材料被用于各種聚和陶瓷基體中，并促進(jìn)復(fù)合材料多尺度增強(qiáng)[42-45]。制備碳納米管通常采用：電弧放電，激光消融和化學(xué)氣相沉積。其中氣相沉積法（CVD）最為簡納米管可以實現(xiàn)碳纖維的表面改性，進(jìn)而改善復(fù)合材料的界面結(jié)合力。harma 等[46]采用熱化學(xué)氣相沉積法讓乙炔前驅(qū)體在碳纖維上催化分解，形和碳納米纖維的沉積層。這些碳納米管和納米纖維涂覆的碳纖維被用作環(huán)的增強(qiáng)材料。利用掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）觀成的納米材料的形態(tài)，并發(fā)現(xiàn)碳納米管、碳納米纖維、長絲均勻地覆蓋在納米管的透射電鏡圖像如圖 1.4 所示。改性碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材提高了 69%，拉伸試驗結(jié)果表明，高真空條件和適當(dāng)?shù)拇呋瘎┣膀?qū)體的選有很大的影響，從而影響表面改性碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的綜合性能

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]超疏水/超雙疏界面的制備和性能研究[D]. 王建明.清華大學(xué) 2010
[4]改性環(huán)氧樹脂預(yù)浸料及其耐磨性研究[D]. 張會.哈爾濱工程大學(xué) 2009



本文編號：3510090