微米PS环氧树脂增韧钢-CFRP界面机理及力学性能研究

作     者：陈卓异 严子卓 刘雁 彭岚 CHEN Zhuoyi;YAN Zizhuo;LIU Yan;PENG Lan

作者机构：长沙理工大学土木工程学院长沙410114 

出 版 物：《硅酸盐通报》 (Bulletin of the Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2024年第43卷第8期

页      面：3098-3108页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(51708047,51778069) 长沙市自然科学基金(kq2202207) 湖南省自然科学基金(2023JJ40505) 长沙理工大学研究生科研创新项目(CXCLY2022050) 

主　　题：聚苯乙烯 增韧环氧树脂 双搭接试件 力学性能 微观结构 

摘      要：为强化钢-碳纤维复合材料(CFRP)胶粘界面环氧树脂的强度和韧性,添加聚苯乙烯(PS)微球提升环氧树脂的力学性能。研究了常温固化工艺下微米PS增韧环氧树脂的拉伸、弯曲和冲击性能,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了环氧树脂拉伸断面的微观形貌,分析了微米PS颗粒对环氧树脂的增强增韧机理,开展了钢-CFRP胶粘界面力学性能试验。结果表明,PS质量分数从0%增加到5.00%时,胶粘剂的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度、弯曲模量、断裂伸长率、弯曲挠度及冲击强度随着PS掺量的增加呈先增大后减小的趋势。基体断裂时PS颗粒会产生大变形或阻碍微裂纹发展,从而达到增韧的目的,较大掺量的PS颗粒在树脂中粘附团聚导致环氧树脂的力学性能下降。随着PS掺量从0%增加到2.50%,钢-CFRP胶粘试件的破坏形态从钢板脱胶、胶层内聚破坏逐渐过渡到CFRP板层离,双搭接试件的抗拉强度逐渐提高,2.50%掺量的微米PS增韧环氧树脂在钢-CFRP胶粘界面中表现出良好的力学性能。