生物活性奇托/多多巴胺纳米层涂在碳纤维上,以加强环氧复合材料的强化
Qing Wu1, Bolin Xiao1, Yating Li1
1School of Materials Science and Engineering, Shaanxi Key Laboratory of Green Preparation and Functionalization for Inorganic Materials, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710021, China.
International journal of biological macromolecules
|July 5, 2024
概括
在碳纤维上将纳米粒子聚多巴胺 (PDA) 和酸盐移植在复合材料中显著增强了界面粘附. 这种新的方法最大限度地提高了接口切削强度,提高了复合材料的性能和耐用性.
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:
- 接口粘附对于复合材料性能至关重要.
- 碳纤维广泛用于复合材料,但需要表面修改以获得最佳性能.
- 聚多巴胺 (PDA) 和奇托为表面功能化提供了有前途的特性.
研究的目的:
- 研究将纳米粒子结构聚多巴胺 (PDA) 和奇托桑植入碳纤维的可行性和有效性.
- 为了增强碳纤维复合材料的界面粘附和机械性能.
- 探索PDA纳米结构和酸盐在相间工程中的作用.
主要方法:
- 在碳纤维表面上植入纳米粒子结构的PDA和酸盐.
- 修改纤维的表面形态和热稳定性的表征.
- 测量由此产生的复合材料的界面切割强度 (IFSS).
- 对界面相互作用的分析,包括共价键,键,静电相互作用和π合.
主要成果:
- 实现了最大的92.3MPa的界面切割强度.
- 与对照和单独修饰纤维相比,IFSS的显著增长被观察到 (50.1%和15.7-16.2%的增加).
- 丰富的PDA纳米颗粒在奇托的帮助下很好地粘附,证明了纳米尺寸效应和PDA的内在粘合性.
- 增强的湿透性和密集的界面相互作用促进了有效的压力转移.
- 基托和PDA纳米颗粒的"软硬"组合改善了裂被动化.
结论:
- 结合PDA纳米粒子和奇托桑的接种有效地增强了碳纤维复合材料的界面粘附性.
- 开发的方法为纤维复合材料的相间工程提供了一个有希望的策略.
- 该研究强调了PDA几何学的潜力,通过定制的相间设计优化复合材料性能.
