SBS接枝碳纳米管增强增韧碳纤维环氧树脂复合材料的任务书.docx

SBS接枝碳纳米管增强增韧碳纤维环氧树脂复合材料的任务书
一、研究背景
碳纤维复合材料由于其具有高强度、高模量、高耐久性和轻质等特点，在航空、航天、汽车、体育器材等领域中得到了广泛应用。然而，由于碳纤维本身易断裂、易开裂等问题，限制了其在一些高强度、高载荷应用场合的应用。为了克服这些问题，需要通过添加增韧剂来改善碳纤维的性能。其中，碳纳米管由于其优异的力学性能和化学特性而备受关注，已成为典型的增韧剂之一。通过将碳纳米管与碳纤维复合材料接枝，可以有效地提高材料的力学性能和韧性。
二、研究目的
本研究主要旨在通过SBS接枝碳纳米管，制备出高性能和高韧性的碳纤维环氧树脂复合材料，并探究其性能提升机理。具体研究目的如下：
1.制备出SBS接枝碳纳米管，并对其进行表征。
2.制备出不同含量的SBS接枝碳纳米管增强的碳纤维环氧树脂复合材料，并测试其力学性能和韧性。
3.探究SBS接枝碳纳米管在提高碳纤维复合材料力学性能和韧性方面的机理。
三、研究内容
1.SBS接枝碳纳米管的制备与表征。
SBS接枝碳纳米管的制备主要包括两个步骤：首先是对SBS进行表面改性，使其表面具有亲水性，从而能够与碳纳米管形成强的化学键；其次，将表面改性的SBS与碳纳米管进行化学修饰，形成SBS接枝碳纳米管。在制备过程中，需要采用一系列表征手段，包括元素分析、红外光谱、拉曼光谱、透射电子显微镜等，对SBS接枝碳纳米管进行表征和分析。
2.碳纤维环氧树脂复合材料的制备。
将SBS接枝碳纳米管添加到环氧树脂中，并与碳纤维进行复合，制备出含有不同含量的SBS接枝碳纳米管增强的碳纤维环氧树脂复合材料。采用热固化工艺将其固化，并采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对其微观结构进行表征。
3.强度和韧性测试。
测试不同含量的SBS接枝碳纳米管增强的碳纤维环氧树脂复合材料的拉伸强度、断裂强度、弹性模量和断裂韧性等力学性能。
4.能谱分析和物性测试。
通过扫描电子显微镜-能谱分析等手段对SBS接枝碳纳米管增强的碳纤维环氧树脂复合材料进行表面分析，同时采用热重分析、热膨胀等测试手段对其物性进行分析。
四、研究计划
时间节点|研究内容
第1-2个月|文献调研和研究背景阐述、制备SBS接枝碳纳米管
第3-4个月|碳纤维环氧树脂复合材料制备以及产品性能测试
第5-6个月|机理模型和测试验证
第7个月|数据分析、报告撰写
第8个月|论文完成和排版
五、研究意义
本研究将有利于了解SBS接枝碳纳米管在提高碳纤维复合材料力学性能和韧性方面的效果和机理，对于开发具有高性能和高韧性复合材料具有重要意义。同时，该研究可推动碳纤维复合材料的发展，逐步推广其在高载荷、高性能领域中的应用。