編號：CPJS06865
篇名：氧化石墨烯改性高溫環(huán)氧樹脂基碳纖維復(fù)合材料的熱性能與力學(xué)性能
作者：代少偉 李偉東 邱虹 張瑩 周川 劉文軍 胡曉蘭 白華 周玉敬
關(guān)鍵詞： 氧化石墨烯 碳纖維 樹脂基復(fù)合材料 熱性能 力學(xué)性能 微觀形貌
機(jī)構(gòu)： 廈門大學(xué)材料學(xué)院 中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司 北京機(jī)科國創(chuàng)輕量化科學(xué)研究院有限公司
摘要： 采用濕法預(yù)浸技術(shù)和模壓工藝制備了氧化石墨烯(GO)改性碳纖維/環(huán)氧樹脂(CF/E54-DDS)復(fù)合材料,利用差示掃描量熱(DSC)分析、動態(tài)熱機(jī)械分析(DMTA)、超聲波C掃描等研究了GO對復(fù)合材料的熱固化性能、凝膠工藝性能、動態(tài)熱機(jī)械性能以及抗沖擊損傷性能的影響.結(jié)果表明:GO結(jié)構(gòu)中的羥基和羧基會促進(jìn)改性樹脂體系的固化反應(yīng),加快GO/E54-DDS的固化反應(yīng)進(jìn)程.在GO添加量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于0.5%時,GO的活性基團(tuán)可增加改性樹脂體系的交聯(lián)密度,從而提高復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;但GO添加量大于0.8%時,會因DDS在固化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中比例的大幅下降,反而降低復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度.微觀形貌分析顯示GO/CF/E54-DDS預(yù)浸料比CF/E54-DDS預(yù)浸料表現(xiàn)出更好的浸潤效果.CF/E54-DDS復(fù)合材料被破壞后CF表面光潔,破壞主要發(fā)生在CF與樹脂基體的界面;而GO/CF/E54-DDS復(fù)合材料被破壞后,CF表面緊密黏附著GO/E54-DDS固化物,破壞主要發(fā)生在CF織物層間的GO/E54-DDS區(qū)域.沖擊后壓縮強(qiáng)度測試表明GO的存在提高了GO/CF/E54-DDS復(fù)合材料抵抗橫向裂紋和縱向裂紋擴(kuò)展的能力,減小了復(fù)合材料的損傷投影面積和裂紋凹坑深度,提高了沖擊后壓縮強(qiáng)度.
