纤维缠绕金属内衬复合材料的界面在材料承载过程中起到应力传递的作用,但树脂与金属之间的弱连接影响了其应用。树枝状大分子PAMAM(聚酰胺一胺)被引入到界面当中,以实现环氧树脂与铝之间的化学连接。PAMAM与铝之间的化学键通过XPS和FTIR得到证明。PAMAM的吸附行为受铝表面羟基数量的影响,可通过不同的表面处理来控制铝表面羟基数量。环氧树脂与铝的界面剪切强度受铝表面引入PAMAM量的影响,在经NaOH处理后吸附PAMAM量最大,界面强度增加50%,达到7.1 MPa。
航天工业的迅速发展,对航天器及其分系统需要各种压力容器提出了更为严格的要求,与传统金属容器相比,复合材料容器拥有的耐压高、重量轻,爆破前泄漏的安全失效模式等脂复合材料压力容器中金属内衬与树脂基复合材料二者存在变形不协调问题。因为纤维的
弹优点,使其逐步替代金属容器而广泛应用于航空航天等高新技术领域。目前以铝合金作为内衬的碳纤维/环氧树脂复合材料贮箱应用最为广泛,但其依然存在缺点:碳纤维缠绕环氧树性变形范围远大于金属内衬,所以内衬在压力循环中可能率先发生屈服,由此可能导致的失稳现象,严重影响贮箱的循环寿命。
本文的目的在于,针对金属铝一一碳纤维增强环氧树脂复合材料中复杂的界面问题:金属铝/环氧树脂基体二者的界面,尝试界面结构设计,进行氧化铝表面自组装PAMAM分子膜的研究,建立微观结构与宏观性能的相关性,实现复合材料压力容器中铝内衬与环氧树脂
界面的良好结合,进而提高复合材料压力容器的稳定性及其循环使用寿命等整体性能。
资料下载: PAMAM层对铝_环氧树脂基复合材料界面增强机制研究.pdf