碳納米管改性的雙馬來酰亞胺樹脂力學性質的分子尺度模擬研究

葉宏飛，李 東，姚婷婷，鄭曉飛，吳 迪，鄭勇剛，張洪武*

(1.大連理工大學 工程力學系 工業裝備結構分析國家重點實驗室，大連 116024；2.中國運載火箭技術研究院，北京100076)

1 引 言

工業裝備常在極端載荷環境中服役，這對材料的力學和熱學等方面的性能提出了越來越高的要求。目前，碳纖維增強的樹脂基復合材料由于具備了比剛度大、比強度高和耐熱性好等優異性能而成為了高端工業裝備材料的理想選擇[1]。在這類復合材料中，碳纖維作為增強相提供了主要的承載功能，而高分子樹脂作為基體材料在發揮耐腐蝕和耐高溫等功能的同時，更肩負著載荷傳遞的作用，是碳纖維發揮承載作用的基本保障，對復合材料的整體力學性能具有重要的影響。

目前，碳纖維增強樹脂基復合材料所采用的基體材料主要包括環氧樹脂、聚酰亞胺樹脂和雙馬來酰亞胺樹脂(BMI)等高分子材料[1,2]，其中雙馬來酰亞胺樹脂具有良好的力學性能和耐熱性能等，是近年來在航空航天、汽車及電子器件等領域中應用最為廣泛的碳纖維增強基體材料之一[3]。然而，BMI自身固化物的韌性差、脆性大，因此必須對其進行改性才能更好地應用于工業[4,5]。目前，BMI的改性方法較多，如烯丙基化合物改性、環氧樹脂改性和熱塑性樹脂改性等[1-5]。同時，在化學改性工藝基礎上，隨著近年來納米尺度碳基材料的蓬勃發展，也將石墨烯和碳納米管等新型高強度且高模量材料加入高分子樹脂中，以形成性能更為優異和均衡的基體材料?！?br>