在缺口拉伸载荷下，通过MWCNT掺杂静电纺丝聚砜中间层对环氧树脂进行分级断裂增韧

《Journal of Applied Polymer Science》：Hierarchical Fracture Toughening of Epoxy by MWCNT-Doped Electrospun Polysulfone Interlayers Under Notched Tensile Loading

　　摘要

制备了以电纺聚砜（PSU）纳米纤维中间层增强的环氧基纳米复合层压板，其中部分层压板含有多壁碳纳米管（MWCNTs），并在带缺口拉伸载荷下进行了评估。研究围绕一个系统设计矩阵展开，包含13组材料：纯环氧树脂以及分别含0、1、2和3 wt% MWCNT的PSU纳米纤维中间层体系，中间层层数为5、10和15层，每组制备五个试样。断裂性能通过表观临界应力强度因子 \(K_{\mathrm{app}}\) 进行比较，该因子是在均匀拉伸条件下对有限宽单边缺口条带计算得到的。中间层数量和MWCNT含量均影响 \(K_{\mathrm{app}}\)。最高值出现在含1 wt% MWCNT的15层层压板中，达到 \(5.08\pm 0.31\) MPa·m\(^{1/2}\)，较纯环氧树脂提高了96%。透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）观察将抗断裂趋势与结构-机理-性能关系联系起来，涉及纳米管分散、中间层介导的裂纹偏折、裂纹桥接以及界面润湿/脱粘。热重分析（TGA）和差热分析（DTA）显示，增强层压板的残余质量更高，且随着MWCNT的加入，玻璃化转变温度升高。利益冲突

作者声明无利益冲突。数据可用性声明

本研究结果所依据的数据可应合理要求从通讯作者处获取。