纳米TiO2对环氧树脂及碳纤维增强复合材料力学性能的影响

李 伟，姜蕾蕾，黄 丽，梁西良

（1.沈阳航空航天大学 航空航天工程学部，辽宁 沈阳 1101362；黑龙江省科学院 石油化学研究院，黑龙江 哈尔滨 150040）

纳米TiO2对环氧树脂及碳纤维增强复合材料力学性能的影响

李 伟1，姜蕾蕾1，黄 丽2，梁西良2

（1.沈阳航空航天大学 航空航天工程学部，辽宁 沈阳 1101362；黑龙江省科学院 石油化学研究院，黑龙江 哈尔滨 150040）

利用超声波技术将纳米TiO2在环氧树脂中进行分散，考察了纳米TiO2含量对环氧树脂及碳纤维/环氧复合材料力学性能的影响。研究表明，纳米TiO2可对环氧树脂固化物同时起到增韧增强的作用，冲击断口形貌显示为典型的韧性断裂。同时纳米粒子的加入可改善碳纤维和树脂基体的界面粘结性能，提高复合材料的层间剪切强度。

纳米TiO2；碳纤维；环氧树脂；纳米复合材料；超声分散

前 言

碳纤维（CF）/环氧（EP）复合材料具有耐腐蚀、抗蠕变、易于大面积整体成型等独特的优点[1]，被广泛用于航空航天、建筑、体育等诸多领域，但由于碳纤维的表面呈惰性，与环氧树脂之间的界面结合力较弱，容易与树脂基体脱离而导致复合材料提前破坏，进而降低复合材料的整体宏观强度，致使复合材料的性能不能充分发挥。近年来，向环氧树脂基体中加入各种填充物进行改性[2～4]已经成为一项行之有效的措施。纳米填充物引入树脂基体能使其更好地浸润纤维，或直接改善基体材料的性能[5]，从而提高纤维与树脂之间的界面粘合强度。本文利用超声波技术将纳米TiO2在树脂基体中进行分散，通过缠绕成型的方法制备碳纤维/环氧树脂复合材料，考察纳米TiO2对树脂基体和复合材料力学性能的影响。……