基质改性芳纶纤维增强复合材料的面外性能增强及其在先进结构应用中的应用

摘要整理

本研究通过在环氧树脂中添加不同质量分数（0.1、0.2、0.3 wt.%）的羧基官能化多壁碳纳米管（COOH-MWCNT）、石墨烯纳米片（GNP）及其混杂组合，以增强芳纶增强复合材料的面外力学性能。采用拉伸试验、短梁剪切试验（SBS）、单边缺口弯曲试验（SENB）和夏比冲击试验对纳米添加剂的影响进行了深入研究，并通过扫描电子显微镜（SEM）分析样品的形貌特征和断裂面。试验结果表明，拉伸性能无明显改善；但SENB、SBS和夏比冲击性能显著提升。添加0.2 wt.% MWCNT的复合材料性能最优，SBS强度提高26.86%，SENB强度提高54.65%。添加0.1 wt.% GNP和0.1 wt.%混杂纳米粒子（0.05 wt.% MWCNT和GNP）的复合材料在夏比冲击试验中性能最优，提高幅度达41.18%。研究表明，通过不同类型和比例的纳米粒子改性环氧基体，可显著改善复合材料的面外力学性能。

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