纖維纏繞金屬內(nèi)襯復(fù)合材料的界面在材料承載過程中起到應(yīng)力傳遞的作用,但樹脂與金屬之間的弱連接影響了其應(yīng)用。樹枝狀大分子PAMAM(聚酰胺一胺)被引入到界面當(dāng)中,以實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹脂與鋁之間的化學(xué)連接。PAMAM與鋁之間的化學(xué)鍵通過XPS和FTIR得到證明。PAMAM的吸附行為受鋁表面羥基數(shù)量的影響,可通過不同的表面處理來控制鋁表面羥基數(shù)量。環(huán)氧樹脂與鋁的界面剪切強(qiáng)度受鋁表面引入PAMAM量的影響,在經(jīng)NaOH處理后吸附PAMAM量最大,界面強(qiáng)度增加50%,達(dá)到7.1 MPa。
航天工業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)航天器及其分系統(tǒng)需要各種壓力容器提出了更為嚴(yán)格的要求,與傳統(tǒng)金屬容器相比,復(fù)合材料容器擁有的耐壓高、重量輕,爆破前泄漏的安全失效模式等脂復(fù)合材料壓力容器中金屬內(nèi)襯與樹脂基復(fù)合材料二者存在變形不協(xié)調(diào)問題。因?yàn)槔w維的
彈優(yōu)點(diǎn),使其逐步替代金屬容器而廣泛應(yīng)用于航空航天等高新技術(shù)領(lǐng)域。目前以鋁合金作為內(nèi)襯的碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料貯箱應(yīng)用最為廣泛,但其依然存在缺點(diǎn):碳纖維纏繞環(huán)氧樹性變形范圍遠(yuǎn)大于金屬內(nèi)襯,所以內(nèi)襯在壓力循環(huán)中可能率先發(fā)生屈服,由此可能導(dǎo)致的失穩(wěn)現(xiàn)象,嚴(yán)重影響貯箱的循環(huán)壽命。
本文的目的在于,針對(duì)金屬鋁一一碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中復(fù)雜的界面問題:金屬鋁/環(huán)氧樹脂基體二者的界面,嘗試界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),進(jìn)行氧化鋁表面自組裝PAMAM分子膜的研究,建立微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能的相關(guān)性,實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料壓力容器中鋁內(nèi)襯與環(huán)氧樹脂
界面的良好結(jié)合,進(jìn)而提高復(fù)合材料壓力容器的穩(wěn)定性及其循環(huán)使用壽命等整體性能。
資料下載: PAMAM層對(duì)鋁_環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料界面增強(qiáng)機(jī)制研究.pdf