含碳纳米管上浆剂的制备及其对碳纤维/环氧树脂复合材料界面的影响

摘要

在采用傅克酰化反应制备了合羧基多壁碳纳米管(MWCNTs)基础上,将其与环氧树脂、丙酮混合制成上浆剂,将该上浆剂浸渍碳纤维,制备了碳纳米管/碳纤维多尺度增强纤维.采用扫描电镜(SEM)研究了上浆处理对碳纤维表面形貌的影响,采用短臂梁剪切测试方法研究了合碳纳米管上浆剂对碳纤维/环氧树脂复合材料层间剪切强度(ILSS)的影响.结果表明:碳纳米管在上浆剂中的分散状态直接影响纤维表面碳纳米管分布的均匀性;与未浸渍的碳纤维相比,含碳纳米管上浆剂浸渍后碳纤维/环氧树脂复合材料ILSS提高了34.33％.通过上浆剂红外光谱表征、纤维束表面浸润性测试及ILSS试样端口形貌的观察,分析了层间增韧机理.研究表明,碳纤维束表面浸润性的提高以及碳纤维/环氧树脂界面处化学键合作用增强,是ILSS提高的主要原因.