基于核壳纳米纤维的CFRP智能构造设计及自愈合性能研究

摘要

通过同轴静电纺丝技术,将发泡剂偶氮二甲酸二乙酯(DEAD)和环氧树脂(EP)的混合物封装进聚丙烯腈(PAN)纳米纤维中,制备出超薄核壳纳米纤维毡铺覆在碳纤维织物界面,树脂注入和固化后形成具有超薄自愈合智能夹层的CFRP。利用三点弯曲试验评估了超薄自愈合智能夹层对CFRP层合板损伤失效弯曲强度的自愈合效应。结果表明:PAN核壳纳米纤维及其封装的自愈合剂热性能和CFRP制备成型工艺相匹配;当DEAD含量为5wt%、愈合温度/愈合时间(T/t)为150℃/30 min时,CFRP在100%L一次弯曲损伤自愈合效率达到了93.5%,比自愈合剂中无DEAD的提高了12.0%;在加载位移分别为100%L、90%L和80%L的弯曲载荷下,经过三次损伤修复,其自愈合效率依然达到了71.2%、70.2%、84.0%,表明经过多次损伤后,复合材料仍然具备自愈合能力。