取向碳纳米管膜/氰基树脂复合材料的制备与性能强化机制

• 作者: 刘千立 张佐光 李敏 王晓蕾 王绍凯 田杰 顾轶卓
• 来源期刊: 复合材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 碳纳米管膜 热牵伸 取向 复合材料 拉伸性能
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 树脂基复合材料
• 页码范围: 2653-2660
• 页数: 8页
• 分类号: TB332
• 字数: 4866字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20170323.002

摘要

以浮动催化化学气相沉积法(FCCVD)碳纳米管(CNT)膜为原料,通过氰基树脂溶液浸渍法制备CNT预浸膜,然后采用热辅助牵伸和热压固化的方法制备高取向CNT膜复合材料.详细分析了热处理的温度和树脂溶液浓度对CNT预浸膜拉伸性能的影响,从而得到合适的热辅助牵伸工艺,并考察固化工艺对复合材料性能的影响.在此基础上,从浸润特性、CNT取向程度和层间剪切性能方面揭示CNT膜复合材料力学性能的强化机制.结果表明与传统CNT膜牵伸工艺相比,CNT预浸膜热牵伸工艺更有利于制备高取向CNT膜复合材料.热牵伸的温度和树脂溶液的浓度是制备高取向、低孔隙CNT预浸膜的关键因素.通过固化工艺的改变可有效调控氰基树脂的反应程度碳纳米管薄膜/氰基树脂复合材料的拉伸性能.经高温后固化处理后,CNT膜/氰基树脂复合材料的拉伸强度和模量分别高达2748 MPa和302 GPa.优异的树脂浸润特性、层间剪切强度以及高的CNT取向度使CNT膜复合材料中CNT更有利于协同承载,从而提高其力学性能.