超细纤维材料界面对复合材料力学性能

摘要

本文的研究工作主要涉及静电纺丝技术制备纳米纤维或超细纤维在复合材料领域的应用，主要是研究制备多种纳米或超细纤维薄膜，并作为复合材料的层间界面材料，研究对层合板静态力学性能的影响和层间断裂韧性的影响，并尝试制备了多种功能复合纳米纤维。 (1)采用静电纺丝技术研究制备了几种聚合物纳米纤维，并对纳米纤维进了SEM, TEM表征和单轴拉伸力学性能测试，并将这些纳米纤维收集成无纺布薄膜，并入层合板的层间界面，研究了对层合板弯曲性能和层间剪切性能的影响，并对断裂试样进行了SEM表征和断裂机理分析。 (2)制备了多种不同厚度的环氧609超细纤维薄膜，并在层合板中间界面，研究对I型和11型层间断裂韧性的影响，根据结果，将一定厚度的薄膜并入层合板不同的层间界面，研究I型和11型层间断裂韧性。并对断裂试样进行了SEM表征，研究了其对层合板断裂模式和断裂的影响。 (3)采用同轴共纺技术制备了多种聚合物包裹无机纳米粒子的复合纳米纤维，并对制备的纤维或纤维膜进行了SEM和TEM表征:同时，选择了由代表型的复合纳米纤维并入层合板层间界面，研究了对层合板弯曲性能、层间剪切强度和冲击韧性的影响。 (4)探讨了导电聚合物纳米纤维潜在的应用趋势，研究了导电聚合物-聚苯胺-导电纳米纤维的静电纺丝制备技术，并将制备的纳米纤维薄膜进行了导电性能的初步表征，研究了纳米纤维薄膜的电导率随聚苯胺在薄膜中含量增加的变化关系，初步验证了制备得到的纳米纤维具有一定的导电性。

目录

英文文摘

1绪论

1.1研究意义

1.2研究现状

1.3纳米纤维材料及应用

1.3.1制备纳米纤维的方法

1.3.2电纺纳米纤维不同形态

1.3.3电纺纳米纤维的应用前景

1.4本文研究内容

2单纺纳米纤维薄膜对层合板力学性能的影响

2.1引言

2.2实验方法

2.2.1薄膜制备

2.2.2层合板制备

2.2.3力学性能试样制备

2.2.4力学性能表征

2.2.5微观形貌表征

2.3结果与讨论

2.3.1纳米纤维微观结构

2.3.2纳米纤维力学性能

2.3.3层合板力学性能

2.3.4断面分析

2.4小结

3超细纤维膜对层间断裂韧性的影响

3.1前言

3.2实验方法

3.2.1纤维膜制备

3.2.2层合板制备

3.2.3DCB和ENF试样制备

3.2.4Ⅰ型和Ⅱ型层间断裂韧性测试

3.2.5断面SEM表征

3.3数据分析

3.3.1 GⅠc的计算

3.3.2 I型裂纹扩展过程FEM分析

3.3.3GⅡc的计算

3.4结果与讨论

3.4.1超细纤维膜对GⅠc的影响分析

3.4.2超细纤维膜对GⅡc的影响分析

3.5小结

4分层复合纳米纤维制备及对层合板力学性能的影响

4.1前言

4.2实验方法

4.2.1复合纳米纤维制备

4.2.2复合纳米纤维表征

4.2.3层合板制备

4.2.4力学性能表征

4.3结果与讨论

4.3.1纳米纤维微观形貌

4.3.2纳米纤维微观结构

4.3.3纳米纤维力学性能

4.3.4层合板力学性能

4.4小结

5导电纳米纤维的制备与初步应用研究

5.1前言

5.2导电聚合物的导电性能及应用

5.3导电聚合物纳米纤维的制备与应用

5.4聚苯胺纳米纤维的应用研究

5.4.1制备

5.4.2表征

5.4.3结果分析

5.5小结

6结论

6.1主要结论

6.2后续研究的建议

参考文献

致谢

附录1本文中的主要缩略词

附录2作者在博士后工作期间科研及发表论文情况

附录3永久通讯地址