3种碳基/聚碳酸酯纳米复合材料的制备与力学性能

摘要

在聚合物复合材料领域中,填料的种类、添加量和分散程度影响复合材料的力学性能。聚碳酸酯作为一种热塑性树脂,具有良好的力学性能,其拉伸性能、抗冲击性能、耐热性和耐磨性能优异。为了探究填料种类及添加量对于复合材料力学性能的影响,选用聚碳酸酯作为基体,分别选择石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维3种纳米填料通过双螺杆挤出制备聚合物增强聚碳酸酯复合材料,并通过注塑成型的方式将其制成测试件,采用电子万能试验机与电子显微镜对其进行分析与表征。结果表明:3种填料都能增强聚碳酸酯的力学性能,其中碳纳米纤维的增强效果最好,在填量为2.5wt%时复合材料的拉伸性能表现最佳。其中拉伸强度达到90.12±2.18 MPa,较原聚碳酸酯材料提升25.17±3.03%。随着纳米填料添加量继续增加,材料的杨氏模量继续增加,但拉伸极限开始下降。