溶剂调控的不同微结构PVDF静电纤维膜层间增韧碳纤维复合材料的研究

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重点研究了不同微结构的静电纺丝聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜在碳纤维/环氧树脂复合材料(CF/EP)中起到的增韧效果。采用静电纺丝技术,通过控制溶剂配比来调控纤维膜的微结构,再用于生产层压板。研究了PVDF在N, N-二甲基甲酰胺与丙酮的不同配比下的静电纺丝行为,以及插层复合材料的I型层间断裂韧性(GIC)和Ⅱ型层间断裂韧性(GIIC),通过SEM观察并分析了复合材料层间断裂的微观形貌。结果表明,随着丙酮含量的减少,纤维膜表面形貌发生了变化,出现了微结构的不同,产生了大小差异的串珠,并且纤维直径分布也发生了变化。当PVDF电纺液中的N, N-二甲基甲酰胺与丙酮的体积比为9:1时CF/EP复合材料的GIC和GIIC的提升幅度最佳,分别提高了116%和32.4%。并进一步探究了PVDF膜的微结构对层间断裂韧性的影响,利用扫描电镜对其增韧机理进行了研究和探讨。