CNTs纤维增强树脂基复合材料制备及取向设计进展.pdf

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1、第43卷，第3期工程塑料应用Vo1．43，No．3⋯Mar．2Ol51．5／2015年3月ENGINEERINGPLASTICSAPPLICATIONdoi：lO．3969／j．issn．1001-3539．2015．03．027CNTs／纤维增强树脂基复合材料制备及取向设计进展刘方彪，王丹勇，李晓燕，高迪，李树虎，徐井利，孙士祥，魏化震。陈以蔚(1．中国兵器工业集团第五三研究所，济南250031；2．山东城市建设职业学院，济南250103)摘要：综述了随机方位分布碳纳米管(CNTs)／纤维增强树脂基复合材料

2、和取向方位分布CNTs／纤维增强树脂基复合材料的制备方法，并对CNTs在纤维增强复合材料中取向设计方法进行了归纳分析。最后，对其研究发展动向进行了展望。关键词：碳纳米管；复合材料；制备；取向；设计中图分类号：TB330．1文献标识码：A文章编号：1001—3539(2015)03-0137-05ReviewonAlignedDesignandFabricationofCNTs／FiberReinforcedCompositesLiuFangbiao，WangDanyong’，LiXiaoyan2GaoDi，L

3、iShuhu，XuJingli，SunShixiang，W_eiHuazhen，ChenYiwei，(1．CNGCInstitute53，Jinan250031，China；2．ShandongUrbanConstructionVocationalCollege，Jinan250103，China)Abstract：ReviewsonthefabricationmethodsofrandomCNTs／fiberreinforeedcompositesandalignedCNTs／fiber．reinforce

4、dcompositesarepresentedrespectively．ThedesignmethodsofalignedCNTsinfiberreinforcedcompositesarealsosummarizedandanalyzed，Finally，thetrendsoffutureresearchareoutlined．Keywords：CNTs；composite；fabrication；alignment；design纤维增强树脂基复合材料虽然具有低密度、高强度的在环氧树脂(EP1中超声分散后，

5、加入固化剂混合均匀，采性能优势，但其纤维间和层间性能较弱，降低了其结构设计用手糊／层压成型工艺制备了MWNTs．COOH／T700增的灵活性，使其应用范围受到限制。为了进一步提高纤维增强EP复合材料，并对其力学性能进行表征。研究发现当强树脂基复合材料的力学性能，复合体系由两相向三相甚至MWNTs。COOH含量为1％时，改性效果最好，弯曲强度和多相复合体系转变已成为该领域的研究方向之一。其中，碳层间剪切强度分别提高了51．8％和34．2％。当含量继续增加，纳米管(CNTs)由于具有优异的物理化学性能，与聚合物复

6、MWNTs．COOH主要以团聚体形式存在，导致复合材料力学合后可以极大地改善材料的力学性能，其作为第二增强性能下降。相被引入，能得到可灵活设计的精细耦合协同强韧化复合材陈秋飞等配置了不同比例的MWNTs／EP胶液，料[3]，从而得到广泛研究。将其涂敷在碳纤维(CF1表面后，固化制备MWNTs／CF目前。CNTs／纤维增强树脂基复合材料可以根据CNTs增强EP复合材料。研究发现，MWNTs含量为O，2％时，的分布方位不同分为随机方位分布CNTs／纤维增强树脂基复合材料的剪切强度和弯曲强度最大，分别为99．2MP

7、a复合材料和取向方位分布CNTs／纤维增强树脂基复合材和18l1．4MPa，但其弯曲弹性模量下降了8．7GPa；当料，其中后者更能发挥CNTs长径比大、比模量高的性能优MWNTs添加量为1％时，其弯曲弹性模量达到135．9GPa，势，进一步提高材料层间性能及特定方向的力学性能。较未加入MWNTs时提高了11．1％，但层间剪切强度和弯曲1随机方位分布CNTs／纤维增强树脂基复合材料制备方法强度分别降低了5．5MPa和359．5MPa。随机方位分布cNTs／纤维增强树脂基复合材料往往是B．Ashrafi等【6也利

8、用CNTs改性EP，然后与CF复合基于纤维增强树脂基复合材料成型工艺，引入颗粒共混法进制备CNTs／EP／CF复合材料，对其进行力学性能表征发现：行制备。CNTs含量为0．1％时，材料I型和II型层间断裂韧性(Gl。1．1基于纤维涂敷工艺共混制备方法和Gl。)、冲击后压缩强度分别提高了13％，28％和3．5％。该方法主要是将CNTs与树脂直接共混，得到CNTs增M．M．Rahman等[7将不同含量的