氨基化MWNTs对CF/EP层合板复合材料界面性能的影响①

张艳华，温晓南，徐 耿，陈宏源，魏晗兴，李清文

(中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，苏州 215123)

0 引言

CFRP复合材料具有强度高、模量高、密度小、尺寸稳定等一系列优异性能，已广泛应用于航空航天、国防军工和体育运动器材等领域［1］。航空工业中最重要、用量最大的复合材料首推热固性树脂基复合材料层合板，因此，CF/EP层合板复合材料的研究、开发和应用具有非常重要的现实意义和长远的历史意义［2］。因碳纳米管具有低密度、高的长径比(＞1 000)和极高的力学强度等优点，故可将碳纳米管作为增强体加入到环氧树脂基体中制备复合材料。大量研究表明，适量氨基化碳纳米管的加入可有效改善碳纳米管的分散性能［3］，而且可改善环氧树脂的机械性能，如断裂韧性［4］、拉伸强度［5］、冲击强度［6］、弯曲强度［7］和热稳定性［8］等。

最近，Godara A将碳纳米管加入到环氧树脂中制备单向炭纤维复合材料，研究发现，加入未处理的双壁碳纳米管(DWNTs)和MWNTs制备的复合材料的拉伸强度和层间剪切强度基本没有提高［9］。田继斌等［10］将羧基化的MWNTs均匀分散在环氧树脂中，其炭纤维复合材料的层间剪切强度有所提高。

本文通过对 MWNTs进行氨基化处理，再将 a－MWNTs添加到环氧树脂(E－51)中，制备成CF/EP层合板复合材料，并对a－MWNTs杂化的CF/EP层合板复合材料弯曲和层间剪切性能进行研究。

1 实验

1.1 原材料

MWNTs、炭纤维平纹布(3K，面密度为200 g/m2)和环氧树脂 E－51。浓硝酸和浓硫酸(化学纯)。DMF(N，N－二甲基甲酰胺)、DCC(1，3－二环己基碳化二亚胺)和THF(四氢呋喃)等为分析纯。……