151 / 2021-04-04 17:42:12

TiO2纳米线/氨基化碳纤维增强树脂基复合材料摩擦学性能研究

碳纤维增强树脂基复合材料

      针对碳纤维与树脂间浸润性差，界面间纤维拔出、树脂脱粘严重制约复合材料性能提升的问题。本实验首先对碳纤维进行氨基化处理（CF-DMAPA)，其次通过溶胶凝胶法在改性碳纤维表面形成TiO₂预制薄膜，最后采用水热法在其表面生长TiO₂纳米线，制备CF-DMAPA-TiO₂多尺度增强体，并采用热压法成型出不同类型改性碳纤维增强的树脂基复合材料。采用多种手段表征了多尺度增强体，结果表明成功在碳纤维表面接枝氨基大分子，生长出致密均匀的TiO₂纳米线，其与碳纤维形成了良好的化学结合，碳纤维活性大幅度增加。TiO₂纳米线/氨基化碳纤维复合材料的拉伸强度达到了243 MPa，与碳纤维增强复合材料相比，提高了43.8%。TiO₂纳米线/氨基化碳纤维复合材料的磨损率仅为1.23×10^-5 mm³/N×m，较碳纤维增强复合材料降低了40％。该研究为复合材料的多尺度设计提供了指导。