氧化石墨烯改性高温环氧树脂基碳纤维复合材料的热性能与力学性能

采用湿法预浸技术和模压工艺,制备了氧化石墨烯(GO)改性碳纤维/环氧树脂(CF/E54-DDS)混杂复合材料,利用差示扫描量热分析(DSC)、动态热机械分析(DMTA)、无损C扫描等开展了GO对复合材料的热固化性能、凝胶工艺性、动态热机械性能以及抗冲击损伤性能等的影响研究。结果表明,GO结构中的羟基、羧基会促进改性树脂体系的固化反应,GO/E54-DDS的固化反应比E54-DDS的提前,反应变得和缓,且会加速固化反应的进行;在GO含量小于0.5%时,GO的活性基团可增加改性体系的交联密度而提高复合材料的玻璃化转变温度,但GO含量大于0.8%时,会因DDS在固化网络结构中的占比下降较大,反而降低复合材料的玻璃化转变温度;GO/CF/E54-DDS预浸料比CF/E54-DDS表现出更好的浸润效果;CF/E54-DDS复合材料破坏后碳纤维表面光洁,破坏主要发生在碳纤维与树脂基体的界面,而GO/CF/E54-DDS复合材料破坏后,碳纤维表面紧密粘附着GO/E54-DDS固化物,破坏主要发生在碳纤维织物层间的GO/E54-DDS区域;GO的存在提高了GO/CF/E54-DDS复合材料抵抗横向裂纹和纵向裂纹扩展的能力,复合材料的损伤投影面积和凹坑深度减小,提高了冲击后压缩强度。航空科学基金(2016ZF68011);;福建省科技创新平台建设计划(2014H2006);;福建省自然科学基金(2015J01222);;厦门大学石墨烯工业技术研究院资助项目(2014I2005

氧化石墨烯改性不同表面性质的碳纤维/环氧树脂的微观形貌与动态热力学性能

通过模压成型，用氧化石墨烯（GO）对四种碳纤维（CF）（CCF300、T700、CCF800、CCM40J）织物增强环氧树脂（EP）复合材料进行改性，通过材料的微观形貌、动态热力学性能等研究了GO对这四种不同表面性质的CF/EP复合材料的改性效果。研究表明，添加GO后，GO-EP对四种CF的浸润性均比EP明显提高，纤维与GO/EP间的界面黏接比与EP基体间的黏接明显改善；CF/EP复合材料的破坏主要发生在CF与EP的界面，而GO的存在使GO-CF/EP复合材料的破坏由CF与EP基体的界面向GO/EP区域过渡。CF的表面氧碳比和沟槽均会显著影响复合材料的玻璃化转变温度(Tg)，CF中具有最高表面氧碳比的GO-CCF300/EP表现出最高的Tg，但沟槽更丰富的CCM40J和CCF300对CF/EP复合材料的Tg表现出更好的GO改性效果。航空科学基金(2016ZF68011)福建省科技创新平台建设计划(2014H2006)厦门大学石墨烯工业技术研究院资助项目(2014I2005

Flame retarded modification of jute fiber/polyester fiber composites

应用两种水性磷系阻燃剂磷酸铵类阻燃剂(DAG-50)和磷酸酯类阻燃剂(DAG-80)及其复配阻燃剂对天然黄麻纤维进行阻燃改性,并与皮芯结构聚酯纤; 维制备成黄麻纤维/聚酯纤维复合材料,通过燃烧测试、; SEM、红外、热失重、热失重-红外联用等技术分析了此两种阻燃剂及复配阻燃剂对黄麻纤维及其黄麻纤维/聚酯纤维复合材料的阻燃效果及阻燃机制,并筛选出; 适合黄麻纤维/聚酯纤维复合材料产业化的阻燃改性配方。结果表明,阻燃剂DAG-50阻燃改性效果良好,但容易析出于黄麻纤维表面。阻燃剂DAG-80能; 较为均匀地包覆在黄麻纤维表面,阻燃改性效果好,但其价格较高。DAG-50与DAG-80形成的复配阻燃剂,阻燃效果好,既避免了单独使用DAG-50; 时阻燃剂易析出问题,且复配阻燃剂接近中性,避免设备腐蚀。综合考虑成本与阻燃性能,使用DAG-50与DAG-80复配阻燃剂比例为2∶1且浓度为55; wt%时,可达到黄麻纤维/聚酯纤维复合材料B1级阻燃。Two kinds of water-based phosphorus flame retardants,DAG-50and; DAG-80,and their compound flame retardants were applied to modify the; natural jute fibers.A novel type of jute fiber/polyester fiber; composites was prepared by the hot-press method using the flame retarded; jute fibers and polyester fibers with skin-core structure as raw; material.The flame retarded effects and mechanism of these flame; retardants were studied by combustion tests,SEM,FTIR,TGA and; TGA-FTIR.Meanwhile,the flame retardant formula which is suitable for the; industrialization of the jute fiber/polyester fiber composites was also; screened out.The results show that DAG-50presents good flame; retardancy,but easily precipitates out on the surface of jute; fibers.DAG-80can coat uniformly on the surface of jute fibers with; better flame retardancy,but it has much higher price than DAG-50.The; compound flame retardant prepared by DAG-50and DAG-80shows excellent; flame retardancy towards jute fibers.It is nearly neutral and can avoid; the corrosion of equipment and overcome the problem of precipitating out; when using DAG-50alone.Considering cost and flame retardancy,the; 55wt%compound flame retardant made up of DAG-50 and DAG-80with the ratio; of 2∶1can achieve flame retardant composites with B1rank.国家自然科学基金; 福建省自然科学基金; 福建省科技创新平台建设计划; 江苏省博士后科研资助计划; 常熟市科技发展计划成果转化专项项