碳纳米管/PAMAM/碳纤维复合材料界面性能表征

摘要

碳纤维增强树脂基复合材料已在航空航天、汽车、船舶、石油、化工等领域得到广泛应用。但碳纤维表面能和表面反应活性低、表面具有疏脂性，导致它与树脂基体复合时形成的复合材料界面粘结强度低，很大程度上限制了其应用范围。碳纳米管是一种具有纤维结构的物质，自问世以来以其独特的高强、高模等特点受到广泛重视。
　　本文针对碳纤维/树脂复合材料界面性能问题，使用聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子及碳纳米管对碳纤维表面进行改性，制备碳纳米管/PAMAM/碳纤维——一种新型增强体，并对该增强体及其复合材料界面进行表征。其中，树脂基体选用E-51。碳纳米管/PAMAM/碳纤维制备主要分三个过程：碳纳米管的酸化处理，碳纤维的酸化及接枝聚酰胺-胺树状大分子，最后将酸化后的碳纳米管和接枝聚酰胺-胺树状大分子后的碳纤维在适当的条件下反应，制得碳纳米管/PAMAM/碳纤维。XPS和IR图谱表明，碳纳米管/PAMAM/碳纤维之间主要以酰胺键连接。由碳纳米管/PAMAM/碳纤维的SEM和AFM形貌图得知：碳纳米管以不同的形式接枝到碳纤维表面上。接触角测量结果表明，与碳纤维原丝相比，碳纳米管/PAMAM/碳纤维增强体的表面能提高28.4％。此外，我们采用临界纤维长度法和微脱粘法分别估算了复合材料的界面剪切强度。两种方法的估算结果一致：相比碳纤维原丝复合材料，碳纳米管/PAMAM/碳纤维复合材料界面剪切强度提高了210%左右。

目录

碳纳米管/PAMAM/碳纤维复合材料

PERFORMANCE OF THE INTERFACIAL PROPERTITES OF CARBON NANO-TUBE/PAMAM/CARBON

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要研究内容

第2章 实验原料及表征方法

2.1 实验材料及设备

2.2 材料表征方法

第3章 碳纳米管/PAMAM/碳纤维的制备及表征

3.1 引言

3.2碳纳米管/PAMAM/碳纤维的制备

3.3 碳纳米管/PAMAM/碳纤维的表征

3.4 本章小结

第4章 碳纳米管/PAMAM/碳纤维复合材料界面性能表征

4.1 碳纳米管/PAMAM/碳纤维复合材料树脂体系确定

4.2 碳纳米管/PAMAM/碳纤维的表面能

4.3 临界纤维长度法表征复合材料界面剪切强度

4.4 微脱粘法计算复合材料界面剪切强度

4.5 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢