力学与失效英文2021被引 66

三维结构化MXene/SiO₂通过自组装策略改善复合材料界面性能

Three‐dimensional structured <scp>MXene</scp>/<scp>SiO<sub>2</sub></scp> for improving the interfacial properties of composites by self‐assembly strategy

Jiaming Guo, Tingtian Qiu, Chengxingzi Yu, Yu Liu, Ning Chen, Lingqiang Kong, Yan Ma, Liu Liu, Yuhui Ao · Changchun University of Technology

Ask AI about this

期刊 / 来源Polymer Composites

卷/期/页43 / 1 / 84-93

DOI10.1002/pc.26358

原文链接查看原文 ↗

关键词：MXene碳纤维增强复合材料界面性能自组装环氧树脂三维结构静电相互作用层间剪切强度

摘要整理

本研究报道了一种前所未有的MXene和SiO₂在碳纤维表面的静电自组装策略，用于增强碳纤维增强环氧树脂复合材料的界面性能。带负电荷的MXene通过强静电相互作用锚定在阳离子化碳纤维表面，随后胺基改性SiO₂（正电荷）的协同作用形成稳定的三维结构MXene/SiO₂材料，充分利用了其高模量、大比表面积和高表面活性的优势。两种不同尺度和形貌的纳米材料的协同作用增强了机械互锁效应，在碳纤维与树脂之间形成优异的化学键连接，能够有效传递应力和耗散能量。组装MXene/SiO₂后，碳纤维表面能从26.67 mJ/m²增加到48.12 mJ/m²。与未上浆碳纤维/环氧树脂复合材料相比，CF/MXene/SiO₂/EP复合材料的界面剪切强度、层间剪切强度和弯曲强度分别提高了73.2%、61.2%和39.2%。动态力学分析（DMA）测试表明，CF/MXene/SiO₂/EP复合材料的储能模量相比CF/EP复合材料提高了64%，玻璃转化温度从147.9°C升高到151.8°C。该策略为设计具有三维结构的先进碳纤维/环氧树脂复合材料提供了有前景的思路。

三维结构化MXene/SiO₂通过自组装策略改善复合材料界面性能

摘要整理

相关论文