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聚醚砜多孔纤维网纱层间增韧碳纤维/环氧复合材料的性能

1148   编辑:中冶有色网   来源:李朝阳,薛怿,阳泽濠,赵庆志,彭砚双,刘勇,杨建平,张辉  
2024-04-18 16:55:41
碳纤维/环氧(CF/EP)复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀、可设计性强等优点,广泛应用于航空航天、风力发电和轨道交通等领域 目前,CF/EP复合材料主要用预浸料/热压罐工艺制备,成本高、工艺流程长、设备投资大[1] 以真空辅助树脂灌注成型(VARI)为代表的液体成型工艺,原材料不需要低温储存,模具投资小,还能实现大型复杂结构的整体成型,是复合材料低成本化制备的主要方向之一[2] 同时,CF/EP复合材料多为层合板结构,层间只依靠环氧树脂起到粘结和传递载荷的作用,而环氧树脂固化后质脆、韧性差,使复合材料的层间韧性差且容易发生分层损伤[3~5] 因此,改善CF/EP复合材料的层间韧性是目前的研究重点之一 研究表明,将热塑性树脂等增韧组分[6]以颗粒[7,8]、薄膜[9]或纤维网纱[10~12]等结构形式引入树脂薄弱区域,能提高CF/EP复合材料的层间韧性 层间颗粒增韧,是将增韧组分以颗粒的形式分布在CF/EP复合材料的层间 但是,液体成型工艺树脂灌注时增韧颗粒会因碳纤维织物的过滤而使面内分散不均匀 因此,主要应用于预浸料体系的CF/EP复合材料[13,14] Cheng等[15]使用聚醚砜薄膜层间增韧CF/EP复合材料,其Ⅰ型(GIC)和II型(GⅡC)层间断裂韧性分别提高了61.5%和55.1%,但是其弯曲强度和模量稍有降低 Yao等[16]使用不同厚度的酚酞基聚醚酮薄膜层间增韧CF/EP复合材料,发现10 μm的薄膜使其GIC提高了96.8%;但是,当薄膜厚度达到30 μm时弯曲强度和模量分别下降37.8%和25.5% 虽然热塑性薄膜可显著提高CF/EP复合材料的层间韧性,但是严重影响其面内力学性能 同时,薄膜置于复合材料的层间不利于树脂的流动和渗透,影响液体成型的工艺性 因此,在不影响液体成型工艺的同时提高CF/EP复合材料的层间韧性至关重要 纤维网纱的孔隙率高,树脂可渗透并在相邻增强纤维层间流动,与液体成型工艺有很好的兼容性,可用于液体成型复合材料的层间增韧 康少付等[17]用纺粘工艺制备的共聚酯无纺布层间增韧CF/EP复合材料后,热塑性共聚酯通过相分离形成海岛相结构,可使复合材料GIC提高144.7%,但是层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量分别下降了7.0%、2.1%和1.1% Cheng等[18]将用熔融纺丝制备的聚醚砜纤维卷绕成不同面密度的纤维网层间增
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“聚醚砜多孔纤维网纱层间增韧碳纤维/环氧复合材料的性能” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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