碳纤维粉改性环氧树脂基玻纤复合材料力学性能研究

张颖^1,2，刘晓峰³，阎述韬³，李鑫¹

1. 天津城建大学材料科学与工程学院2. 天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室3. 天津城建大学土木工程学院

摘 要：环氧树脂基玻璃纤维复合材料因其力学性能好、制备简单、成本低得到了广泛应用。然而,玻璃纤维复合材料与碳纤维复合材料相比存在强度和弹性模量较低的问题,在一定程度上限制了其在一些领域的应用。在环氧树脂中添加碳纤维粉,制备了碳纤维粉改性环氧树脂基玻纤复合材料,并研究了碳纤维粉尺寸及掺量对复合材料拉伸性能和弯曲性能的影响。结果表明,向环氧树脂中添加碳纤维粉能明显改善复合材料的拉伸性能和弯曲性能;随着碳纤维粉掺量的增加,材料的拉伸强度和弯曲强度均呈现先增大后减小的趋势;添加质量掺量20%的1000目碳纤维粉的玻纤复合材料的强度提升最大,与不掺碳纤维粉的玻纤复合材料相比,其拉伸强度提高67%,弯曲强度提高92%。因此,利用碳纤维粉改性环氧树脂,可以以相对较低的成本改善玻纤复合材料的力学性能,有望进一步扩展玻纤复合材料的应用。

关键词：玻纤复合材料;碳纤维粉;拉伸性能;弯曲性能;