聚氨酯/纳米SiO_(2)改性碳纤维增强环氧树脂复合材料界面性能

作     者：袁玉环 左进霞 彭聪 武湛君 YUAN Yuhuan;ZUO Jinxia;PENG Cong;WU Zhanjun

作者机构：大连理工大学材料科学与工程学院大连116024 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024 大连理工大学人文与社会科学学院大连116024 江南大学纺织科学与工程学院无锡214000 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2023年第40卷第11期

页      面：6073-6086页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFA0702800) 国家自然科学青年基金(12002074) 

主　　题：碳纤维增强环氧树脂复合材料 界面性能 纳米二氧化硅 聚氨酯 碳纤维表面改性 

摘      要：聚合物与纤维之间的界面性能对提升复合材料力学性能尤为重要。本文采用异氰酸根(-NCO)封端的聚氨酯(PU)分子对纳米SiO_(2)表面进行改性,同时采用KH550对碳纤维(CF)进行表面改性,利用-NH2与-NCO较高的反应活性,在CF和纳米SiO_(2)粒子间通过PU分子链形成共价键连接。结果显示:PU极性分子链的引入,提高了CF的表面能,使其表面润湿性显著提高。相较于KH550直接接枝纳米粒子的碳纤维(CF-KH550-SiO_(2)),通过PU分子链接枝纳米粒子的碳纤维(CF-KH550-PU-SiO_(2)),其表面能提升23.0%,表面纳米SiO_(2)粒子的接枝率和分散均匀性也明显提升。CF-KH550-PU-SiO_(2)/环氧树脂(EP)的界面剪切强度(IFSS)和层间剪切强度(ILSS)相比未改性CF/EP分别提高72.9%和47.9%,相比CF-KH550-SiO_(2)/EP分别提高17.3%和11.2%。