多壁碳纳米管增强环氧胶粘剂的性能

为了充分发挥陶瓷材料抗压性能好和碳纤维材料高比刚、高比强、耐冲击性能好等优点，实现两者稳定、高效的连接，采用多壁碳纳米管（MWCNTs）对环氧胶粘剂进行增强改性，探讨了MWCNTs添加量以及胶层厚度对CFRP-陶瓷接头剪切强度和断裂模式的影响。3D轮廓仪、旋转流变仪、综合热分析仪及胶接接头力学性能测试结果表明：MWCNTs提高了CFRP-陶瓷接头的剪切强度，当MWCNTs质量分数为1.00%、胶层厚度为0.5 mm时，接头剪切强度达到最大值20.01 MPa，提高了19.96%；同时，不同胶层厚度的CFRP-陶瓷接头经历不同的失效阶段，胶层厚度为0.5 mm，表现在搭接区端部胶层开裂，胶层厚度超过1.0 mm，表现在搭接区端部胶层开裂逐渐向胶层内部断裂过渡；在此最优含量下，改性后环氧胶粘剂固化反应速率最大、热分解温度最高、热稳定性最佳，热分解残余剩余率提高了9.57%，但是，纳米颗粒的增强效果与其团聚性能相关，随着纳米颗粒含量增加，改性效果反而降低。