MWCNTs表面改性剑麻纤维及其环氧树脂基复合材料传感器的制备及性能

作     者：黄怀国 HUANG Huaiguo

作者机构：厦门紫金矿冶技术有限公司厦门361101 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2015年第32卷第3期

页      面：625-631页

核心收录：

学科分类：0817[工学-化学工程与技术] 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] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(21201144) 福建省自然科学基金(2014J06021) 国家质检总局科技计划项目(2014IK254) 

主　　题：剑麻纤维 生物相容 多壁碳纳米管 传感器 环氧基复合材料 

摘      要：通过引入多功能化纳米颗粒从而赋予天然纤维增强高分子复合材料多功能性,使其具有传感性能,可原位感应外界环境变化。但制备多功能纳米复合材料通常需预先将纳米颗粒均匀分散在基体中,造成基体粘度大,难以工程化应用,同时需使用较大添加量才能达到渗透阈值。采用染布法以多壁碳纳米管(MWCNTs)悬浮液为染料对剑麻纤维(SF)表面进行改性,制备了多功能的剑麻纤维(MWCNTs-SF)及其环氧树脂基复合材料(MWCNTs-SF/EP)传感器。改性后剑麻纤维表面形成了一层连续的MWCNTs涂层。MWCNTs-SF的伏安特性曲线显示MWCNTs-MWCNTs和MWCNTs-电极之间形成了欧姆接触。MWCNTs-SF及MWCNTs-SF/EP均为负温度系数热敏电阻。在外界应力-应变的作用下,MWCNTs-SF及MWCNTs-SF/EP的电阻起初没有明显的变化,然后随应变线性增加,接着与应变成指数关系。MWCNTs-SF及MWCNTs-SF/EP对温度与应力-应变的响应特性不同是由于复合材料成型过程中的MWCNTs网络结构发生了变化。同时,随着MWCNTs改性次数增加,剑麻纤维布增强环氧树脂基复合材料的拉伸强度逐渐从37.6 MPa增大到46.7 MPa,弹性模量也相应增大。