RTM工艺制备碳纳米管/玻纤复合材料的电性能研究

"该文研究了使用树脂传递模塑(Resin Transfer Molding, RTM)工艺制造的碳纳米管(Carbon Nanotubes, CNTs)/玻璃纤维/环氧树脂混杂多尺度复合材料的电性能。通过优化的分散工艺，将CNTs分散在环氧树脂中，然后利用RTM技术制备出具有导电特性的复合材料。文章指出，RTM复合材料的电渗流阈值为0.3wt%，而添加非离子表面活性剂Triton X-100可以降低这一阈值至0.1wt%。此外，当CNTs含量为0.3wt%时，材料在RTM模具入口处的电阻率显著低于中间和出口处。透射电子显微镜(TEM)分析揭示了CNTs动态渗流网络的形成以及在复合材料内部不均匀分布对电性能梯度变化的影响。" 在这篇工程技术论文中，研究人员探讨了碳纳米管增强的复合材料在RTM工艺下的电性能。RTM是一种用于制造复合材料的高效方法，它涉及将树脂注入预放置的纤维增强层之间。在这个特定的研究中，CNTs被引入到环氧树脂基体中，形成一种纳米复合材料，这种材料可以进一步与玻璃纤维结合，创建一个多尺度的混杂复合材料。 电渗流阈值是衡量复合材料导电性能的关键指标，表示材料开始表现出导电行为的CNTs最低含量。研究发现，未经表面处理的RTM复合材料的电渗流阈值为0.3wt%的CNTs，而添加Triton X-100作为分散助剂可以显著降低这个阈值至0.1wt%，这表明表面活性剂有助于更有效地分散CNTs，从而提高复合材料的导电性。 同时，当CNTs含量为0.3wt%时，材料在RTM模具入口处的电阻率显著低于中间和出口处，这可能是因为在流动过程中，CNTs的分布受到模具内流动动力学的影响，导致电性能在材料内部呈现梯度变化。TEM分析结果进一步证实了这一点，即CNTs在复合材料内部形成的动态渗流网络及其分布不均是造成这种电性能差异的原因。 这些发现对于理解和改进基于RTM工艺的混杂复合材料的电性能具有重要意义，特别是在需要电导率控制或电磁干扰屏蔽的场合。同时，优化CNTs的分散和在复合材料中的分布对于实现更一致和可预测的电性能至关重要，这对于材料设计和工程应用有着深远的影响。