通过树脂基体接枝纳米管的制备方法及其对碳纤维增强聚（双苯并噻唑酮醚砜酮）复合材料力学性能的影响

《Polymer Composites》：Preparation of Nanotubes Grafted by Resin Matrix and Its Effect on the Mechanical Properties of Carbon Fiber Reinforced Poly(Bisphthalazinone Ether Sulfone Ketone) Composites

多壁碳纳米管接枝聚（二苯甲烷醚二酮）苯并恶唑酮制备碳纤维增强热塑性聚合物复合材料，通过真空热压成型提升力学性能，弯曲强度达1696MPa，储存模量146GPa，玻璃化转变温度322℃，SEM验证增强机制。

　　

摘要

多壁碳纳米管（MWCNTs）在提升碳纤维增强高性能热塑性聚合物（CFRHPTP）复合材料的机械性能方面展现出了巨大的潜力。然而，由于它们在热塑性基体中容易聚集，整体性能的提升受到限制。为了解决这些问题，研究人员通过重氮化反应制备了接枝有聚（双苯并噻唑酮醚砜酮）（PBPESK）的MWCNTs（PBPESK@MWCNTs），然后将其通过树脂溶液分散的方式引入碳纤维增强的PBPESK（CF/PBPESK）复合材料层压板中。接着将层压板浸入碳纤维中制备预浸料，最后经过真空热压处理。通过傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱和X射线光电子能谱、扫描电子显微镜（SEM）以及透射电子显微镜（TEM）对PBPESK@MWCNTs的结构和形态进行了表征。结果表明，CF/PBPESK复合材料的储能模量和玻璃化转变温度分别提高到了146 GPa和322°C。此外，PBPESK@MWCNTs/CF/PBPESK复合材料的弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度分别提高了42.3%、44.6%和42.9%，达到1696 MPa、162 GPa和70 MPa。最后，利用SEM揭示了PBPESK@MWCNTs增强复合材料的机制。总体而言，本研究强调了高性能热塑性聚合物接枝MWCNTs作为提升CFRHPTP复合材料机械性能的有效策略，以满足应用需求的潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。