表面修饰的来自西兰处理的电玻璃纳米纤维及其用于高性能环氧基纳米复合材料的使用
Abhijeet Mali1, Philip Agbo1, Shobha Mantripragada1
1Department of Nanoengineering, Joint School of Nanoscience and Nanoengineering, North Carolina A&T State University, 2907 E Gate City Blvd, Greensboro, NC 27401, USA.
Materials (Basel, Switzerland)
|October 28, 2023
概括
电玻璃纳米纤维 (EGNFs) 显著提高环氧纳米复合材料的机械性能,即使在超低负荷. 使用像APTES-GPTMS这样的双锡兰合剂进行表面修改,进一步提高了性能,创造了更强,更轻的材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 电玻璃纳米纤维 (EGNFs) 在聚合物复合材料中的增强填充物中表现有前途.
- 在环氧树脂中,表面修饰的EGNF与各种西兰合剂的有效性需要进一步澄清.
研究的目的:
- 为了研究在环氧树脂中表面修饰的EGNF的增强效果.
- 评估不同连剂对EGNF增强环氧纳米复合材料的机械性能的影响.
主要方法:
- 使用甲基三甲西西兰 (MTMS), (3-aminopropyl) 三甲西兰 (APTES), (3-glycidyloxypropyl) 三甲西兰 (GPTMS) 和APTES-GPTMS的EGNF的表面处理.
- 在低负荷水平 (0.25-1重量%) 下将原始和功能化的EGNF纳入环氧树脂.
- 机械性能 (强度,刚性,柔性,性) 的评估和与玻璃纳米粒子 (GNP) 的比较.
主要成果:
- 在超低负荷 (0.25重量%) 时,EGNFs提供了显著的强化和强化作用.
- 用长链西兰合剂,特别是APTES-GPTMS进行表面修饰,可以提高接口粘合和机械性能.
- 与整洁环氧相比,具有0.25%重量%APTES-GPTMS-EGNF的环氧纳米复合材料的强度提高了37%,刚度提高了24%,柔性提高了18%,性提高了57%.
结论:
- EGNF是环氧纳米复合材料的有效增强填充剂,即使在非常低的度.
- 修改西兰合剂,特别是APTES-GPTMS,对于最大限度地提高EGNFs的机械效益至关重要.
- 这项研究使得先进,轻量化和高强度环氧纳米复合材料的开发成为可能.
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