Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Название статьи
- Углеродные нанотрубки для упрочнения волокнистых композиционных материалов на основе эпоксидной матрицы
- Авторы
- Дворецкий Александр Эргардович advoretsky@kompozit-mv.ru, канд. физ.-мат. наук; директор Института неметаллических материалов - зам. генерального директора, ОАО "Композит", г. Королев, Московская обл
Демичев Владимир Иванович info@kompozit-mv.ru, начальник отделения, ОАО "Композит", г. Королёв, Московская обл., Россия
Шумов Андрей Евгеньевич a-shumov@yandex.ru, начальник отдела, ФГУП "Государственный космический научно-производственный центр им. М. В. Хруничева", Москва, Россия
Крестинин Анатолий Васильевич kresti@icp.ac.ru, д-р физ.-мат. наук; заведующий лабораторией, Институт проблем химической физики РАН, г. Черноголовка, Московская обл., Россия
Александров Николай Геннадьевич ang57@bk.ru, начальник отделения, ФГУП "Государственный космический научно-производственный центр им. М. В. Хруничева", Москва, Россия
- В разделе
- НАНОМАТЕРИАЛЫ
- Ключевые слова
- волокнистые композиционные материалы / эпоксидные связующие / однослойные углеродные нанотрубки / нанокомпозиты
- Год
- 2017 номер журнала 3 Страницы 34 - 47
- Индекс УДК
- 621.002.3+621.763
- Код EDN
- Код DOI
- Финансирование
- Тип статьи
- Научная статья
- Аннотация
- Дана оценка верхней границы модуля упругости нанокомпозита для 1D-, 2D- 3D-однородного распределения нанотрубок в полимерной матрице. Отмечено, что наилучшие экспериментальные результаты, достигнутые в упрочнении эпоксидной матрицы введением в нее однослойных углеродных нанотрубок (ОСУНТ), близки к верхнему пределу увеличения модуля нанокомпозита. Показано, что данный результат не может быть достигнут, если нанотрубки работают в матрице изолированно друг от друга. Сделан вывод о том, что нанотрубки образуют непрерывную упрочняющую сетку внутри эпоксидной матрицы. Дано объяснение обнаруженного ранее авторами эффекта упрочнения волокнистого композита на основе связующего ЭНФБ, изготовленного по препреговой технологии при добавлении в связующее сверхмалых концентраций (~ 0,008 %) ОСУНТ-наномодификатора. Причина упрочнения состоит в образовании между слоями ткани в композите сверхтонких слоев нанокомпозита ОСУНТ/полиэпоксид с высокой концентрацией нанотрубок в них. Проведено сравнение полученных результатов с представленными Nanocyl S. A. Beldgim (наномодификатор EPOCYL™ NCR2HM-01) на примере однонаправленного слоя углеволокнистого композита.
- Полный текст статьи
- Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Список цитируемой литературы
-
Баженов С. Л., Берлин А. А., Кульков А. А., Ошмян В. Г. Полимерные композиционные материалы. Прочность и технология. - Долгопрудный: Изд. дом "Интеллект", 2010. - 352 с.
Iijima S. Helical Microtubes of Graphitic Carbon // Nature. 1991. V. 354. P. 56-58.
Qian D., Wagner G. J., Liu W. K. et al. Mechanics of Carbon Nanotubes // Appl. Mech. Rev. 2002. V. 55. P. 495-499.
Thostenson E. T., Chou T.-W. On the Elastic Properties of Carbon Nanotube-Based Composites: Modeling and Characterization // J. Phys. D: Appl. Phys. 2003. V. 36. P. 573-576.
Berber S., Kwon Y. K., Tomanek D. Unusually High Thermal Conductivity of Carbon Nanotubes // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 84. P. 4613-4616.
Lourie O., Wagner H. D. Evaluation of Young's Modulus of Carbon Nanotubes by Micro-Raman Spectroscopy // J. Mat. Res. 1998. V. 13. P. 2418-2422.
Walters D. A., Ericson L. M., Casavant M. J. et al. Elastic Strain of Freely Suspended Single-Wall Carbon Nanotube Ropes // Appl. Phys. Lett. 1999. V. 74. P. 3803-8035.
Ramesh S., Ericson L. M., Davis V. A. et al. Dissolution of Pristine Single-Walled Carbon Nanotubes in Superacids by Direct Protonation // J. Phys. Chem. B. 2004. V. 108. P. 8794-8798.
Tasis D., Tagmatarchis N., Bianco A., Prato M. Chemistry of Carbon Nanotubes // Chem. Rev. V. 106. P. 1105-1136.
Rasheed A., Howe J. Y., Dadmun M. D., Britt P. F. The Efficiency of the Oxidation of Carbon Nanofibers With Various Oxidizing Agents // Carbon. 2007. V. 45. P. 1072-1080.
Chen J., Liu H., Weimer W. A. et al. Noncovalent Engineering of Carbon Nanotube Surfaces by Rigid, Functional Conjugated Polymers // J. Am. Chem. Soc. 2002. V. 124. P. 9034, 9035.
Смердов А. А., Таирова Л. П., Дворецкий А. Э. и др. Экспериментальное исследование влияния нанодобавок на характеристики упругости и прочности углепластика // Конструкции из композиционных материалов. 2015, № 1. С. 49-55.
Шумов А. Е., Александров Н. Г., Савватеева О. А., Крестинин А. В. Перспективы применения полимерных композиционных материалов с наномодифицированной матрицей для конструкций ракетно-космической техники. Сб. трудов "Научно-технические разработки КБ "Салют" 2012-2013". - М.: Машиностроение. 2014. Вып. IV. С. 12-17.
Смердов А. А., Таирова Л. П. Идентификация характеристик упругости и прочности однонаправленного слоя многослойных углепластиков - особенности реализации при исследовании влияния нанодобавок // Конструкции из композиционных материалов. 2015, № 2. С. 52-58.
Rosca I. D., Watari F., Uo M., Akasaka T. Oxidation of Multiwalled Carbon Nanotubes by Nitric Acid // Carbon. 2005. V. 43. P. 3124-3131.
Хабашеску В. Н. Ковалентная функционализация углеродных нанотрубок: синтез, свойства и применение фторированных производных // Успехи химии. 2011. Т. 80 (8). С. 739-760.
Zhu J., Kim J.-D., Peng H. Improving the Dispersion and Integration of Single-Walled Carbon Nanotubes through Functionalization // NanoLett. 2003. V. 3 (8). P. 1107-1113.
Крестинин А. В., Харитонов А. П., Шульга Ю. М. и др. Получение и характеризация фторированных однослойных углеродных нанотрубок // Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4. № 1, 2. С. 115-131.
Zhu J., Peng H., Rodriguez-Macias F. et al. Reinforcing Epoxy Polymer Composites Through Covalent Integration of Functionalized Nanotubes // Advanced functional materials. 2004. V. 14 (7). P. 643-648.
Wang S., Liang R., Wang B., Zhang C. Effective Amino-Functionalization of Carbon Nanotubes for Reinforcing Epoxy Polymer Composites // Nanotechnology. 2006. V. 17. P. 1551-1557.
Cox H. L. The Elasticity and Strength of Paper and Other Fibrous Materials // Brit. J. Appl. Phys. 1952. V. 3. P. 72-79.
Wang S., Liang R., Liu T. et al. Covalent Addition Diethyltoluenediamines onto Carbon Nanotubes for Composite Application // Polymer composites. 2009. V. 30 (8). P. 1050-1057.
Yuan W., Feng J., Judeh Z. et al. Use of Polyimide-graft-Bisphenol A Diglyceryl Acrylate as a Reactive Noncovalent Dispersant of Single-Walled Carbon Nanotubes for Reinforcement of Cyanate Ester/Epoxy Composite // Chem. Mater. 2010. V. 22. P. 6542-6554.
Krestinin A. V., Zvereva G. I. SWCNT-based Nanomodofier for Epoxy Binder: is Shear Lag Model Enough to Describe Properly Stiff and Strengthening Effect in Nanocomposite? Abstracts. XII Int. Conf. on Nanostructured Materials Lomonosov Moscow State University. 13-18 July, 2014. - 544 p.
Cui L.-J., Wang Y.-B., Xiu W.-J. et al. Effect of Functionalization of Multi-Walled Carbon Nanotube on the Curing Behavior and Mechanical Property of Multi-Walled Carbon Nanotube/Epoxy Composites // Materials and Design. 2013. V. 49. P. 279-284.
Tucker C. L., Liang E. Stiffness Predictions for Unidirectional Short-Fiber Composites: Review and Evaluation // Comp. Sci. Technol. 1999. V. 59. P. 655-671.
Hull D., Clyne T. W. An Introduction to Composite Materials. Second Edition. Cambridge Solid State Science Series. - Cambridge: University press, 1996. - 323 p.
www.carbonchg.ru
www.nanocyl.com
- Купить
