電紡CA納米纖維墊增強HPL複合材料的製備及其性能研究

2020-12-05 Espun

在本研究中,通過靜電紡絲法製備了非織造醋酸纖維素(CA)納米纖維墊,並將CA納米纖維摻入高壓層壓板(HPLs)芯層中。當CA的濃度為16wt%時,SEM圖像顯示CA納米纖維氈的形貌最好,平均直徑為654±246nm。

當將CA納米纖維墊摻入HPLs芯層時,所得HPLs複合材料的力學性能得到了顯著改善。具體而言,納米纖維氈增強HPLs複合材料的拉伸強度和斷裂伸長率增加至40.8±1.1MPa和27.9±0.9%,分別比純HPLs高出近6倍和4.4倍。此外,熱重分析(TGA)結果顯示,CA納米纖維氈的加入顯著提高了HPLs的阻燃性能。

圖1.HPL複合材料的製備過程示意圖。

圖2.在不同CA濃度下納米纖維的代表性SEM圖像和纖維直徑分布圖:(A)14wt%,(B,b)16wt%,(C,c)18wt%和(D,d)20wt%。

圖3.含不同層CA納米纖維氈的HPLs的典型應力-應變曲線(HPL,複合材料由上下牛皮紙組成;HPL-1,HPL和一層電紡CA纖維氈;HPL-3,HPL和3層電紡CA纖維墊;HPL-5,HPL和5層電紡CA纖維墊)。

圖4.含不同層CA納米纖維氈的HPLs的斷面SEM圖像:(A)HPL,(B)HPL-1,(C)HPL-3,(D)HPL-5。

圖5.熱壓後含不同層CA納米纖維氈的複合材料的SEM圖像:(A)HPL,(B)HPL-1,(C)HPL-3,(D)HPL-5。

圖6.含不同層CA納米纖維氈的HPLs的熱穩定性((a),樣品的TGA曲線;(b),樣品的DTG曲線)。

圖7.在700℃下碳化的含不同層CA納米纖維氈的複合材料的SEM圖像:(A)HPL,(B)HPL-1,(C)HPL-3,(D)HPL-5。

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