橡胶纳米纤维夹层增强CFRP层板的断裂韧性和阻尼性能

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橡胶电纺纳米纤维是一种有效的方法，可以抑制碳纤维增强复合材料(CFRP)层板的分层并增强其阻尼能力，这两个问题是限制CFRP应用的主要缺陷。本研究采用丁腈橡胶/聚(ε-己内酯)(NBR/PCL)共混纳米纤维作为夹层材料，其中未交联NBR含量为20%、40%和60%(质量百分比)，将其插入环氧基CFRP中以评估其对复合材料性能的影响。含橡胶垫层的CFRP在第I型分层模式下的能量释放率显著提高，在裂纹起始和扩展阶段分别增加480%和340%，这得益于NBR/PCL共混物对脆性环氧树脂基体的增韧作用。在第II型分层模式下，最大改善幅度约为30%。高阻尼NBR组分的存在拓宽了复合材料在室温以下的能量耗散窗口，增强了CFRP的阻尼性能。使用两种不同环氧树脂获得了相似结果，并讨论了铺层序列的影响。纳米纤维中NBR的百分比含量和纳米纤维垫层用量会显著影响CFRP的最高工作温度。在层压过程中，可将纳米纤维定位在几何不连续处引起层间应力集中的关键区域，为层板的局部改性提供了灵活的方法。

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