环氧/酸化碳纳米管/玻纤微纳复合材料的制备工艺及性能

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高分子基复合材料具有质量轻,强度高,耐温性好,耐腐蚀性好,抗疲劳性高被广泛应用于国防军工,民营经济等各个领域和行业。传统微米填料玻纤加工性强,但只能有限增强,即在微米尺寸上增强基体树脂富集区域;而新型纳米填料碳纳米管具有优秀的增强效果,能够在纳米级别增强基体树脂富集区域,但其容易团聚,难以分散,加工困难。因此,本论文以通用环氧树脂为高分子基体,以玻纤为微米尺寸的填料,以碳纳米管为纳米尺寸的填料,借助玻纤可加工性和微米尺寸上增强效果,对环氧/玻纤基体富集区域借助碳纳米管纳米尺寸上的增强作用,从而实现微米尺寸和纳米尺寸的协同增强。  首先,对碳纳米管进行了酸化处理,表征了所得酸化碳纳米管,从而降低了其团聚本性,实现了良好分散,为制备环氧/酸化碳纳米管/玻纤微纳复合材料提供了前提保障。然后研究了酸化碳纳米管对环氧树脂固化行为的影响,发现具有促进作用,并且得到了微纳复合材料的固化工艺参数和加工参数。  其次,分别采用湿法工艺和干法工艺制备了环氧/酸化碳纳米管/玻纤微纳复合材料,评价了所得微纳复合材料的力学性能,微观形貌以及耐热性能随着碳纳米管含量的变化规律。发现两种工艺的力学性能随着酸化碳纳米管含量增加先增加,再降低,在酸化碳纳米管达到6wt%时候力学性能达到最优。而复合材料的热学性能却随着酸化碳纳米管的含量增加依次增加,在酸化碳纳米管达到10wt%的时候达到最大。  最后,从工艺过程,复合材料性能,材料成本三个方面对湿法和干法工艺进行了较为详细的比较,认为两种工艺均可行,但湿法工艺所得复合材料力学性能好而干法工艺更加经济和环保,并且所得复合材料耐热性优异。这对同类体系高分子基微纳复合材料具有可类比性。
其他文献
脂肪酶以其活性高、专一性好、反应条件温和等优点被广泛应用于食品、化工等很多领域。本文以30%H202作为氧化剂,以固定化脂肪酶Novozym 435为催化剂制备环氧脂肪酸甲酯,通过单因素实验与响应曲面法对反应条件进行了优化;对脂肪酶在有机溶剂中活性的考察,确定了甲苯优于四氯化碳和正己烷;考察了 H202用量及加入方式和不同氧载体对环氧化反应的影响,实验结果表明在不加氧载体情况下,Novozym 4