二氧化硅纳米粒子/ 碳纳米管杂化纳米增强体对玻纤/ 环氧复合材料力学性能及界面结合的增强效应研究
(0) 本文将二氧化硅纳米粒子负载到碳纳米 管上成功制备了多尺度杂化纳米增强体，系统研究了该 增强体对玻璃纤维/ 环氧树脂复合材料的力学性能及 界面结合的增强效应。红外光谱（FTIR），光电子能谱 （XPS）及透射电镜（TEM）等表征手段表明通过碳纳米 管的混酸处理、硅烷偶联剂(KH550) 表面修饰和二氧化 硅纳米粒子负载等多步接枝反应成功制备了二氧化硅 纳米粒子/ 碳纳米管杂化纳米增强体(SiO2-MWCNTs)。 实验结果表明，当SiO2-MWCNTs 的含量为0.5 wt％ 时， 环氧树脂基体的杨氏模量提高了33.2 ％，复合材料的杨 氏模量和层间剪切强度分别提高了8.5 ％ 和25.9％。这 是由于玻璃纤维表面的SiO2-MWCNTs 起到桥接作用， 玻璃纤维与环氧树脂之间形成了化学键结合的纳米尺 度界面，使玻璃纤维变成了树枝状增强体，从而明显提 高了复合材料的界面结合与转递载荷的能力。此外， 研究发现复合材料杨氏模量的实验值甚至高于Halpin- Tsai 理论和混合理论的预测值，这与复合材料提高的界 面结合、SiO2-MWCNTs 的高化学反应性以及二氧化硅 纳米粒子的附加增强效应密切相关。SiO2-MWCNTs 将 在新一代高性能纤维复合材料上具有巨大的应用潜力。
silica Nanoparticle Multi-walled carbon nanotube Composites Reinforcing effect
贾晓龙 柳柏杨 李刚 杨小平
北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验
国内会议
北京
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1025-1028
2012-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）