EP/MWCNTs复合材料的制备及其压阻性能

摘要：

通过对环氧树脂(EP)基复合材料施加载荷并分析由此产生的电学信号的变化,是未来设备损伤自监测的一个新方向.为了实现EP基复合材料在服役过程中的损伤自监测,以多壁碳纳米管(MWCNTs)作为EP的填充材料,利用非离子型分散剂(TritonX-100)对MWCNTs进行非共价处理并将其与EP共混,同时分别将含有羟基、羧基和氨基的MWCNTs与EP共混,制得非共价处理和共价处理的EP/MWCNTs复合材料.研究了这两种处理方式对EP/MW-CNTs复合材料性能的影响,并与未处理的复合材料进行了对比,同时对所制备的EP/MWCNTs复合材料进行力-电协同试验,测试复合材料的压阻性能,探索复合材料的损伤自监测潜力.结果表明,当EP掺入共价处理的MWCNTs时,MWCNTs极性基团会与EP产生化学键,可以有效改善MWCNTs和EP材料的界面结合从而提升材料的力学性能,但共价处理破坏了MWCNTs结构,导致复合材料电导率相对较低.经实验验证,当EP中掺入非共价处理的MWCNTs时,MWCNTs可以实现单束分散,且在其质量分数为0.3％时使复合材料的拉伸强度比纯EP提高6.99 MPa,电导率上升4个数量级.当非共价处理的MWCNTs质量分数达到0.7％时,复合材料具有最大的压阻灵敏度,为4.5.

关键词：碳纳米管、复合材料、环氧树脂、压阻效应

所属期刊栏目：51

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：中国石化股份公司重点实验室项目KL22001

在线出版日期：2023-11-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：14-23