棒状纳米铁氧化物增强碳纤维/环氧树脂复合材料的层间性能

摘要

为解决连续碳纤维(CF)增强环氧树脂(EP)复合材料的层间失效问题,采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性的2种棒状纳米铁氧化物(FeOOH、Fe2O3)对复合材料进行增韧改性.采用双悬臂梁和端部缺口弯曲实验测试复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性GⅠC及Ⅱ型层间断裂韧性GⅡC,采用短梁剪切实验(SBS)测试复合材料的层间剪切强度.实验结果表明,纳米粒子添加量为EP基体的1％质量分数时,2种棒状纳米铁氧化物的加入均能显著改善复合材料的层间剪切强度和层间断裂韧性,且FeOOH的改善作用明显优于Fe2O3.其中,FeOOH/CF/EP复合材料的SBS剪切强度为58.85Mpa,较CF/EP复合材料提高了41％,GⅠC、GⅡC分别为0.685、2.28kJ/m2,较CF/EP复合材料分别提高了99％和29％.