碳纤维改性环氧树脂基复合材料的制备及性能研究

以环氧树脂E51为基础材料，碳纤维为增强材料，制备出了不同碳纤维掺杂量(0,3%,6%,9%(质量分数))的改性环氧树脂基复合材料，研究了碳纤维掺杂量对环氧树脂基复合材料力学性能、微观形貌、热稳定性和导热性能的影响。结果表明，适量碳纤维的掺杂提高了环氧树脂基复合材料的力学性能、热稳定性和导热性能。随着碳纤维掺杂量的增加，改性环氧树脂基复合材料的拉伸强度、断裂延伸率、弯曲强度和弯曲模量均先增大后降低，当碳纤维的掺杂量为6%时，复合材料的拉伸强度、断裂延伸率、弯曲强度和弯曲模量均达到了最大值，分别为48.5 MPa, 1.86%,85.6 MPa和3.09 GPa。随着碳纤维掺杂量的增加，复合材料的分解温度和残留量先升高后降低，当碳纤维的掺杂量为6%时，复合材料的分解温度和残留量达到最大，分别为453.7℃和4.9%。复合材料的导热系数随碳纤维掺杂量的增加而增大，当碳纤维的掺杂量<6%时，导热系数增长速率较快。综合分析可知，碳纤维的最佳掺杂量为6%。