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玻璃纤维增强聚合物(GFRP)层合板因其具有轻质高强的力学性能、良好的可设计性和先进的低成本制造性,被广泛应用于各个领域。然而,由于复合材料层合板层间性能较弱,遇到外力作用时常容易产生分层破坏。如何抑制分层、提高复合材料整体力学性能成为该领域研究的重点问题。本课题制备出一种新的纳米纤维结构一“龟裂”形态纳米纤维片,它具有网状多孔结构、空间自由度高、比表面积大的特点,将其加入复合材料层间,增强层合板中树脂与玻纤之间的结合力,有效地改善了复合材料层间断裂韧性及抗冲击能力。主要研究内容如下: 本课题通过静电纺丝技术在玻纤布表面制备PVAc/TiO2纳米纤维膜,高温煅烧去掉有机成分,得到TiO2纳米纤维片/玻纤织物复合预制体,利用扫描电子显微镜观察玻纤预制体上纳米纤维片的形貌结构、厚度及龟裂缝隙面积并进行表征分析。 为了研究插入层间的纳米纤维片厚度对层板断裂韧性的影响,将中间层插入不同厚度纳米片的试样进行Ⅰ型、Ⅱ型层间断裂韧性测试,结果表明:与未改性的试样相比,加入纳米纤维片试样的Ⅰ型、Ⅱ型层间断裂韧性明显增加,证明纳米片起到了增加层间韧性的作用。引入的纳米纤维片厚度在11.11μm时,试样的GⅠc和GⅠR最高,比未改性试样高86%和68%。引入的纳米纤维片厚度是14.33μm时,试样的GⅡc最高,增幅为145.72%。通过观察试样层间形貌,得出增韧机理为:龟裂TiO2纳米纤维片在层间发挥桥接和钉卯的作用,增强树脂与玻纤之间结合力。 为了研究纳米纤维片对层板抗冲击性的影响,对插入不同层数纳米纤维片的试样进行冲击后压缩性能测试。结果发现在中间4层加入纳米纤维片的试样I4抗冲击性能最好、剩余压缩强度最大,强度损失最小,仅为18.24%,未改性试样I0抗冲击性能最差,压缩强度下降最多,为32.99%,证明层间加入纳米纤维片能有效提高复合材料的抗冲击性能。