纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的典型結(jié)構(gòu)之一為層合結(jié)構(gòu),較弱的層間性能引起的分層是層合結(jié)構(gòu)失效破壞的主要因素。本文首先采用聚乙烯甲基丙烯酸（EMAA）和碳納米管（CNT）制備了無孔實(shí)心膜和多孔夾芯膜兩種EMAA/CNT復(fù)合薄膜。然后,將兩種復(fù)合薄膜分別引入玻璃纖維/環(huán)氧層合板的中間界面,研究其對Ⅱ型層間斷裂韌性(G_ⅡC)的增韌效果和對Ⅱ型裂紋的自修復(fù)性能。結(jié)果表明:多孔EMAA/CNT夾芯膜具有較佳的增韌和修復(fù)性能,相比純玻璃纖維/環(huán)氧的空白試樣,多孔EMAA/CNT夾芯膜增強(qiáng)板的G_ⅡC提高了19. 6%,并且通過熱激勵修復(fù)后其G_ⅡC的修復(fù)率為92. 5%;而無孔EMAA/CNT實(shí)心膜增強(qiáng)板的G_ⅡC降低了27. 5%,其G_ⅡC的修復(fù)率為81. 8%。微觀表征表明,多孔夾芯膜與環(huán)氧在層間形成均勻的結(jié)構(gòu),從而起到良好的增韌和修復(fù)作用。

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【部分圖文】：

圖1(a)DGEBA,(b)DMDC,(c)EMAA和(d)NH2-CNT的結(jié)構(gòu)式

纖維布為單向玻璃纖維布，其中玻璃纖維為E6無堿纖維，纖維布面密度為450g/m2，厚度為0.41mm。環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂(DGEBA)，密度為1.1g/cm3，在25℃下的粘度為1000mPa·s～1400mPa·s。固化劑為伯胺固化劑3,3"-二甲基-4,4....

圖2 制備層合板:(a)NH2-CNT多孔薄膜，(b)EMAA網(wǎng)格，(c)無孔EMAA/CNT實(shí)心膜及其層合板(c1),(d)多孔EMAA/CNT夾芯膜及其層合板(d1)

層合板鋪層為[0°]8，采用手糊熱壓工藝制備而成。由于EMAA的熔點(diǎn)為70℃，首先將層合板在60℃時恒溫4h,EMAA/CNT多孔夾芯膜結(jié)構(gòu)保持不變，有利于環(huán)氧樹脂的浸潤，形成均勻的界面。接著，升溫至150℃固化2h，得到所需的層合板。由無孔實(shí)心膜所得層合板命名為S-EMAA....

圖3 各層合板Ⅱ型載荷-位移曲線

圖3為層合板0-L、S-EMAA/CNT-L和P-EMAA/CNT-L初始Ⅱ型加載的載荷-位移曲線，其中給出的曲線是每塊板最接近平均值的試樣。圖4為3個～5個平行試樣計算所得的GⅡC的平均值。由圖3可知，對于0-L，其載荷隨位移基本呈線性變化，達(dá)到最大載荷后急劇下降，表明Ⅱ型裂紋....

圖5 EMAA/CNT實(shí)心膜的SEM圖像

圖4各層合板GⅡC比較圖6為層合板0-L和P-EMAA/CNT-L的Ⅱ型初始破壞的SEM圖片。由圖可知，0-L斷面呈現(xiàn)出典型的“海島型”Ⅱ型脆性斷裂模式。而P-EMAA/CNT-L的斷面呈“漣漪”狀，這是因?yàn)镋MAA為韌性樹脂，而且CNT是網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，裂紋初始擴(kuò)展時發(fā)生了顯著的塑....

本文編號：4020143