碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料因具有比強(qiáng)度高、比剛度大、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、抗疲勞性能好、阻尼性能優(yōu)越等特點(diǎn),已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域中。然而當(dāng)環(huán)氧樹(shù)脂作為聚合物基體時(shí),其高度交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得復(fù)合材料具有較低的層間斷裂韌性,常常發(fā)生分層損傷,這嚴(yán)重的限制了此類(lèi)材料的發(fā)展和應(yīng)用。目前,廣泛研究的改善復(fù)合材料層間斷裂韌性的方法有Z向增韌、基體增韌和層間增韌等。其中,層間增韌方法由于能夠在不改變?cè)泄に嚨那闆r下,大幅提升復(fù)合材料的層間斷裂韌性獲得了最多的重視。因此,本文選擇了三種不同的層間增韌材料來(lái)研究碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料的斷裂韌性,意在不影響復(fù)合材料其他性能甚至同步提高復(fù)合材料強(qiáng)度的同時(shí),達(dá)到顯著増韌的目的。通過(guò)將尼龍66（PA66）納米纖維膜嵌入聚己內(nèi)酯（PCL）基體制備成PA66/PCL復(fù)合獨(dú)立薄膜,將其作為層間材料來(lái)改善碳纖維環(huán)氧（CF/EP）復(fù)合材料的層間斷裂韌性,研究發(fā)現(xiàn)PA66/PCL復(fù)合獨(dú)立薄膜使得復(fù)合材料的I和II型層間斷裂韌性分別提高了98%和101%。此外,PA66納米纖維和PCL的組合對(duì)復(fù)合材料的層間斷裂韌性具有協(xié)同作用,相比于單獨(dú)的PA66和PCL材料,其增韌效果顯著... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

近年來(lái)飛機(jī)中復(fù)合材料的使用情況隨時(shí)間的變化以及Boeing87中各種結(jié)構(gòu)材料的重量分布

PES 共聚物增韌環(huán)氧樹(shù)脂體系的相微觀結(jié)構(gòu)：（a）環(huán)氧相/熱塑性顆粒組成（b）顆粒和共連續(xù)微結(jié)構(gòu)；（c）共連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；（d）相反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)以及連性樹(shù)脂相中的環(huán)氧二次相粒子[31] 1-4 Phase microstructures of PES copolymer toughened epoxy system. (a) seatructure of thermoplastic-rich particles dispersed in a continuous epoxy-rich mlate and co-continuous microstructures. (c) Co-continuous network. (d) Phase-crostructure-second phase of epoxy rich particles in a continuous thermoplasticphase[31]P 可以通過(guò)裂紋橋聯(lián)、裂紋鉚釘、裂紋偏轉(zhuǎn)、以及發(fā)生嚴(yán)重的塑體中脫落成空腔等機(jī)理來(lái)提高環(huán)氧基體的斷裂韌性[33-35]。同時(shí)的 TP 為剛性分子鏈，其 Tg 值較高，所以相較于橡膠增韌，加不會(huì)出現(xiàn)使復(fù)合材料機(jī)械性能及耐熱性降低等問(wèn)題，但增韌效果3 無(wú)機(jī)剛性粒子增韌近些年的研究中，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)無(wú)機(jī)剛性粒子亦可使環(huán)氧樹(shù)脂獲得

靜電紡絲裝置示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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