聚苯醚颗粒增韧碳纤维增强环氧复合材料的层间断裂韧性

摘要整理

本研究通过在碳纤维增强环氧复合材料层间插入聚苯醚（PPO）颗粒以提高其抗分层性能。采用荧光显微镜观察了PPO颗粒在层间的形貌分布。通过标准双悬臂梁（DCB）和端部缺口弯曲（ENF）试验，系统研究了PPO颗粒尺寸和掺杂量对层间复合材料Mode I和Mode II层间断裂韧性的影响。结果表明，PPO的增韧效率与颗粒尺寸呈反比关系。特别地，掺杂10 wt%小尺寸PPO颗粒（10~50 μm）的层板在Mode I和Mode II层间断裂韧性上分别获得65%和40%的提升。断裂面观察表明PPO颗粒的增韧机制包括基体树脂的塑性变形、裂纹桥接、裂纹偏转、裂纹钉扎和树脂锯齿纹等多种机制。研究结果为开发高性能碳纤维复合材料提供了有效的增韧策略。

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