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    聚醚砜多孔纖維網紗層間增韌碳纖維/環氧復合材料的性能

    1194   編輯：中冶有色網   來源：李朝陽,薛懌,陽澤濠,趙慶志,彭硯雙,劉勇,楊建平,張輝  
    2024-04-18 16:55:41
    碳纖維/環氧(CF/EP)復合材料具有輕質、高強、耐腐蝕、可設計性強等優點，廣泛應用于航空航天、風力發電和軌道交通等領域 目前，CF/EP復合材料主要用預浸料/熱壓罐工藝制備，成本高、工藝流程長、設備投資大[1] 以真空輔助樹脂灌注成型(VARI)為代表的液體成型工藝，原材料不需要低溫儲存，模具投資小，還能實現大型復雜結構的整體成型，是復合材料低成本化制備的主要方向之一[2] 同時，CF/EP復合材料多為層合板結構，層間只依靠環氧樹脂起到粘結和傳遞載荷的作用，而環氧樹脂固化后質脆、韌性差，使復合材料的層間韌性差且容易發生分層損傷[3~5] 因此，改善CF/EP復合材料的層間韌性是目前的研究重點之一 研究表明，將熱塑性樹脂等增韌組分[6]以顆粒[7,8]、薄膜[9]或纖維網紗[10~12]等結構形式引入樹脂薄弱區域，能提高CF/EP復合材料的層間韌性 層間顆粒增韌，是將增韌組分以顆粒的形式分布在CF/EP復合材料的層間 但是，液體成型工藝樹脂灌注時增韌顆粒會因碳纖維織物的過濾而使面內分散不均勻 因此，主要應用于預浸料體系的CF/EP復合材料[13,14] Cheng等[15]使用聚醚砜薄膜層間增韌CF/EP復合材料，其Ⅰ型(GIC)和II型(GⅡC)層間斷裂韌性分別提高了61.5%和55.1%，但是其彎曲強度和模量稍有降低 Yao等[16]使用不同厚度的酚酞基聚醚酮薄膜層間增韌CF/EP復合材料，發現10 μm的薄膜使其GIC提高了96.8%；但是，當薄膜厚度達到30 μm時彎曲強度和模量分別下降37.8%和25.5% 雖然熱塑性薄膜可顯著提高CF/EP復合材料的層間韌性，但是嚴重影響其面內力學性能 同時，薄膜置于復合材料的層間不利于樹脂的流動和滲透，影響液體成型的工藝性 因此，在不影響液體成型工藝的同時提高CF/EP復合材料的層間韌性至關重要 纖維網紗的孔隙率高，樹脂可滲透并在相鄰增強纖維層間流動，與液體成型工藝有很好的兼容性，可用于液體成型復合材料的層間增韌 康少付等[17]用紡粘工藝制備的共聚酯無紡布層間增韌CF/EP復合材料后，熱塑性共聚酯通過相分離形成海島相結構，可使復合材料GIC提高144.7%，但是層間剪切強度、彎曲強度和彎曲模量分別下降了7.0%、2.1%和1.1% Cheng等[18]將用熔融紡絲制備的聚醚砜纖維卷繞成不同面密度的纖維網層間增
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