FeOOH纳米粒子协同聚偏氟乙烯电纺纤维膜插层增强碳纤维复合材料层间断裂韧性

作者：付泽浩; 向阳; 马传国^*; 曾塘玉; 戴培邦

来源：复合材料学报, 2022, 39(04): 1582-1591.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20210518.001

• 碳纤维
• 层压板
• 断裂韧性
• 纳米结构
• 静电纺丝

为有效增强碳纤维/环氧树脂复合材料层压板 (CF/EP) 的层间断裂韧性，提出了一种纳米粒子协同纳米纤维膜插层改性方法。首先利用喷涂法将针状羟基氧化铁 (FeOOH) 纳米粒子均匀负载于碳纤维布表面，然后将制得的静电纺丝聚偏氟乙烯纳米纤维膜 (PVDF) 插入碳纤维布的层间，采用手工铺设-真空热压法制备了改性复合材料层压板 PVDF&FeOOH-CF/EP，研究了不同面密度的 FeOOH 协同 PVDF 增强 CF/EP 层间断裂韧性的作用效果及增强机制。结果表明，FeOOH 在碳纤维布上分布均匀，在面密度为 2 g/m2 时，PVDF&FeOOH-CF/EP 层压板获得了最佳的增韧效果，相对于 CF/EP，其 I 型层间断裂韧性GIC提高了 118%,II 型层间断裂韧性GIIC提高了 97%，而 PVDF-CF/EP 的GIC和GIIC只分别提高了 70% 和 44%。SEM 分析显示，FeOOH的加入不仅提高了基体的断裂韧性，同时也增强了 PVDF 纤维与基体的界面作用，进而强化了 PVDF 的增韧行为。

• 单位
  桂林电子科技大学