定长炭纤维增强树脂复合材料的制备及其各向同性力学性能

摘要

本文分别将不同配比的30 mm定长炭纤维与乙烯基树脂基体预混合,搅拌均匀后得到片状模塑料(SMCs),再将不同纤维体积分数的SMCs通过真空热压成型工艺制备出不同面内力学各向同性的定长炭纤维增强树脂基复合材料(CFRP).研究了不同纤维体积分数(15％～40％)的CFRP的拉伸和弯曲强度的异同,及纤维体积分数对材料面内力学各向同性特征的影响.由力学性能测试与断面分析结果可知:25％～30％纤维体积分数的CFRP中,纤维在树脂中分散性优异,不同方向上的拉伸强度离散系数仅为2％,各向同性特征最为显著;当CFRP中的炭纤维体积分数增加到一定程度时,其拉伸和弯曲强度均表现出先升后降的趋势,拉伸强度在25％时达到最大值(141.4 MPa),弯曲强度在30％时达到最大值(549.0 MPa).同比15％纤维体积分数的CFRP,力学性能明显提高.