树脂基体中热塑性树脂含量对碳纤维环氧复合材料Ⅱ型层间断裂韧性的影响

doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2021.000124

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制备了国产CCF800H碳纤维增强环氧树脂基复合材料，通过调控环氧树脂中的热塑性增韧树脂含量，探索热塑性树脂增韧颗粒含量对复合材料Ⅱ型层间断裂韧性的影响，结果表明，在碳纤维对增韧剂颗粒的过滤效应下，热塑性树脂增韧颗粒会在复合材料层间富集，并且随着热塑性树脂增韧剂含量增加，复合材料层间厚度增大。随热塑性树脂增韧剂含量增加，在层间树脂基体韧性及层间高韧树脂厚度增大的共同作用下，复合材料Ⅱ型层间断裂韧性逐步提升。

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关键词 ：环氧树脂, 复合材料, 碳纤维, Ⅱ型层间断裂韧性

Abstract：

Epoxy-matrix composites reinforced by CCF800H, the domestic high strength intermediate modulus carbon fiber, were prepared. Thermoplastic resin was used as the toughening agent of the resin. Through regulating the content of toughening particle in the epoxy resin, effects of the content of toughening agent on the mode-Ⅱ interlaminar fracture toughness of the composite were investigated. The results show that the thermoplastic toughening particles gather at the interlayers of the composite with the filtering effect of the carbon fibers on those particles. The interlayers get thicker with the increasing of the toughening agent. The mode-Ⅱ interlaminar fracture toughness of the composite is increased under the concurrent actions of the toughness and thickness of the interlayer resin.

Key words： epoxy resin composites carbon fiber mode-Ⅱ interlaminar fracture toughness

收稿日期: 2021-02-06 出版日期: 2021-06-22

中图分类号:

TB332

通讯作者: 张代军 E-mail: 15810534483@139.com

作者简介: 张代军(1985-), 男, 高级工程师, 博士, 研究方向为树脂基复合材料, 联系地址: 北京航空材料研究院(100095), E-mail: 15810534483@139.com

引用本文:

张代军, 陈俊, 包建文, 钟翔屿, 陈祥宝. 树脂基体中热塑性树脂含量对碳纤维环氧复合材料Ⅱ型层间断裂韧性的影响[J]. 材料工程, 2021, 49(6): 178-184.
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链接本文:

http://jme.biam.ac.cn/CN/10.11868/j.issn.1001-4381.2021.000124 或 http://jme.biam.ac.cn/CN/Y2021/V49/I6/178

Table 1 树脂配制比例表

Fig.1 复合材料G_ⅡC试样

Fig.2 复合材料G_ⅡC测试载荷位移曲线

Fig.3 复合材料Ⅱ型层间断裂韧性与载荷峰值

Fig.4 复合材料纤维与树脂基体的分布情况
(a)PEI-5;(b)PEI-10;(c)PEI-15;(d)PEI-20;(e)PEI-25;(f)PEI-30

Fig.5 复合材料G_ⅡC试样断口形貌
(a)PEI-5;(b)PEI-10;(c)PEI-15;(d)PEI-20;(e)PEI-25;(f)PEI-30

Fig.6 复合材料层间热塑性颗粒富集过程

Fig.7 Ⅱ型层间断裂韧性裂纹扩展过程中的几何效应

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