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层间/环氧树脂粘接性对热塑性纤维网夹层碳纤维/环氧树脂复合材料I型和II型断裂性能的影响

The influence of interlayer/epoxy adhesion on the mode-I and mode-II fracture response of carbon fibre/epoxy composites interleaved with thermoplastic veils

Dong Quan, Brian Deegan, René Alderliesten, Clemens Dransfeld, Neal Murphy, Alojz Ivankoviç, Rinze Benedictus · Delft University of Technology
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期刊 / 来源Materials & Design
卷/期/页192 / 108781-108781
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关键词:热塑性纤维网聚苯硫醚表面活化层间粘接性碳纤维增强复合材料断裂韧性增韧机制

摘要整理

热塑性纤维网(TPVs)与环氧树脂的相容性通常较差,这是由于热塑性材料固有的表面能低所致,严重影响了TPVs作为碳纤维/环氧树脂复合材料夹层增韧材料的性能。传统的热塑性材料表面活化方法(如电晕放电、等离子体处理和酸蚀)不适用于纳米/微米级直径的热塑性纤维网,因为这些方法会对其造成严重损伤。本研究提出了紫外线(UV)辐照技术来活化聚苯硫醚(PPS)纤维网表面,有效改善了其与环氧树脂的粘接性。通过研究改善的纤维网/环氧树脂粘接性对夹层层板I型和II型断裂行为及相应断裂机制的影响,发现:对于树脂传递模塑(RTM)工艺制造的非织造布层板,改善的PPS纤维网/环氧树脂粘接性显著增强了增韧性能,通过引入额外的碳纤维分层和显著的PPS纤维损伤来实现;而对于单向预浸料制造的层板,增加的纤维网/环氧树脂粘接性抑制了断裂过程中PPS纤维的桥接作用,对断裂性能产生了显著的负面影响。研究结果表明,纤维网/基体粘接性与增韧机制之间存在复杂的相互作用,需要根据具体的层板结构和制造工艺进行优化设计。

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