CN102718432B - 碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材及其制备方法 - Google Patents

碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102718432B
CN102718432B CN 201210188870 CN201210188870A CN102718432B CN 102718432 B CN102718432 B CN 102718432B CN 201210188870 CN201210188870 CN 201210188870 CN 201210188870 A CN201210188870 A CN 201210188870A CN 102718432 B CN102718432 B CN 102718432B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resin
glass fiber
modified resin
fiber composite
reinforcement material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN 201210188870
Other languages
English (en)
Other versions
CN102718432A (zh
Inventor
刘小艳
刘爱华
周茂昆
蒋亚清
夏苏鲁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hohai University HHU
Original Assignee
Hohai University HHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hohai University HHU filed Critical Hohai University HHU
Priority to CN 201210188870 priority Critical patent/CN102718432B/zh
Publication of CN102718432A publication Critical patent/CN102718432A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102718432B publication Critical patent/CN102718432B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材，是由70-80%连续玻璃纤维与20-30%改性树脂基体材料组成；所述的改性树脂基体材料是碳纳米管改性的树脂；所述的树脂是环氧树脂或者氨基甲酸酯改性的乙烯基酯树脂。制备过程是，将两种连续玻璃纤维与改性树脂基体材料胶合后，经拉挤工艺制备成型，固化前经缠绕设备将连续玻璃纤维单向缠绕，并于筋材表面形成螺纹，通过二次浸胶使筋材的表面纤维充分浸渍，获得碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材。获得改性的GFRP筋材，极限拉伸强度和极限延伸率得到了提高，尤其是弹性模量和剪切强度得到改善。

Description

碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材及其制备方法
技术领域
本发明属于土木、水利水电和交通工程等结构工程技术领域，涉及一种增强混凝土结构的筋材改性，尤其涉及一种碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材及其制备方法。
背景技术
由于施工简单、价格低、抗压强度高使得钢筋混凝土成为工程中最为广泛的结构形式。但钢筋锈蚀对钢筋混凝土的耐久性产生严重的影响。为解决钢筋混凝土中钢筋锈蚀的问题，国内外学者提出许多研究对策与措施，利用纤维复合材料(FPR)筋替代普通钢筋和预应力钢筋被认为是比较行之有效的方法，玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋是一种由树脂和玻璃纤维复合组成的新型复合材料，由于玻璃纤维复合材料(GFRP)筋与普通钢筋相比具有抗拉强度高、抗腐蚀性能良好、密度小、膨胀系数与混凝土基本保持一致以及非磁性或非电性等优点得到广泛的研究应用。然而，GFRP筋较低的弹性模量和剪切强度严重阻碍了其在混凝土结构工程中的应用。
发明内容
为解决已有技术所存在的上述问题，本发明的目的是提供一种碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材，提高GFRP筋材的弹性模量和剪切强度。
本发明的另一个目的是提供一种碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材的制备方法。
为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：
碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材，是由70-80%连续玻璃纤维与20-30%改性树脂基体材料胶合形成；所述的改性树脂基体材料是碳纳米管改性的树脂；所述的树脂是环氧树脂或者氨基甲酸酯改性的乙烯基酯树脂。
改性树脂基体材料的技术已经成熟，是将碳纳米管材料分散于树脂基体材料中，在界面上形成远大于范德华的作用力，形成非常理想的界面，并由于碳纳米管本身的柔韧性，在复合材料被破坏时能够吸收能量，对微裂纹的进一步扩大或延伸起到约束或闭合的作用，进而提高树脂基体的强度和韧性。
碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材的制备方法，包括以下步骤：
（1）玻璃纤维与改性树脂基体材料胶合，其中改性树脂基体材料为20-30重量%，玻璃纤维为70-80重量%；所述的胶合是配制改性树脂基体材料的溶液后，玻璃纤维浸渍改性树脂基体材料的溶液；
所述的改性树脂基体材料是碳纳米管改性的树脂；所述的树脂是环氧树脂或者氨基甲酸酯改性的乙烯基酯树脂；
（2）经拉挤工艺制备成筋条，固化前经缠绕设备将玻璃纤维单向缠绕，并于筋材表面挤压形成螺纹，使筋材更加密实，并通过二次浸胶使筋材表面纤维充分浸渍，获得碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材。弹性模量以及剪切强度得到了改善和提高。
本发明通过制备出的材料的的弹性模量和剪切强度大大高于改性前。
附图说明
图1是本发明实施例1制备得到的碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材的SEM电镜图。从图中可以看出，碳纳米管改性树脂均匀充分地包裹于玻璃纤维丝表面，使得玻璃纤维丝之间能够很好地胶结，由于树脂材料中的碳纳米管本身的柔韧性，在材料被破坏时能够吸收能量，对微裂纹的进一步扩大或延伸起到约束或闭合的作用，进而提高玻璃纤维筋材的强度和韧性。图中圆形较大的部分为玻璃纤维。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，所用的具体实施例是用于描述本发明，而不是限制本发明。
实施例1
碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材，是由70重量%连续玻璃纤维（型号A-Glass，购自Owens Corning OCVTM businesses）与30%改性树脂基体材料胶合形成；所述的改性树脂基体材料是碳纳米管改性的环氧树脂（改性过程参照《多壁碳纳米管改性环氧树脂胶黏剂实验研究》，复合材料学报，2011年第3期）。
碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材的制备方法，包括以下步骤：连续玻璃纤维先通过导线板在浸胶装置浸渍碳纳米管改性的环氧树脂溶液，与碳纳米管改性的环氧树脂进行胶合，然后经拉挤工艺制备成筋条，固化前经缠绕设备将玻璃纤维单向缠绕于筋材表面，形成螺纹，使筋材更加密实，并通过二次浸胶使筋材的表面纤维充分浸渍，获得碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材。
与未改性的GFRP筋材进行对照试验，按照美国标准（ACI440H）测定极限拉伸强度、极限延伸率、弹性模量、剪切强度，结果表明：改性后的GFRP筋材各项性能均有所提高，极限拉伸强度提高了15%，极限延伸率提高了10%。弹性模量提高了40%，剪切强度提高了12%。
实施例2
碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材，是由多股80重量%多股连续玻璃纤维丝（A-Glass）与20重量%改性树脂基体材料胶合形成；所述的改性树脂基体材料是碳纳米管改性的氨基甲酸酯改性乙烯基酯树脂（改性参照文献同实施例1），制备方法同实施例1。
改性后的GFRP筋材与未改性的GFRP筋材对照试验结果表明：极限拉伸强度提高了12%，极限延伸率提高了8%。弹性模量提高了20%，剪切强度提高了7%。
实施例3
与实施例1不同之处在于，碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材，是由75重量%连续玻璃纤维与25重量%改性树脂基体材料胶合形成。
改性后的GFRP筋材与未改性的GFRP筋材对照试验结果表明：极限拉伸强度提高了13%，极限延伸率提高了9%。弹性模量提高了30%，剪切强度提高了10%。

Claims (1)

1.碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）连续玻璃纤维与改性树脂基体材料胶合，其中改性树脂基体材料为20-30重量%，玻璃纤维丝为70-80重量%；
所述的改性树脂基体材料是碳纳米管改性的树脂；所述的树脂是环氧树脂或者氨基甲酸酯改性的乙烯基酯树脂；
（2）经拉挤工艺制备成筋材，固化前经缠绕设备将玻璃纤维单向缠绕于筋材表面，形成螺纹，并通过二次浸胶使筋材表面的玻璃纤维充分浸渍，获得碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材。
CN 201210188870 2012-06-08 2012-06-08 碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材及其制备方法 Active CN102718432B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201210188870 CN102718432B (zh) 2012-06-08 2012-06-08 碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201210188870 CN102718432B (zh) 2012-06-08 2012-06-08 碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102718432A CN102718432A (zh) 2012-10-10
CN102718432B true CN102718432B (zh) 2013-09-25

Family

ID=46944339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201210188870 Active CN102718432B (zh) 2012-06-08 2012-06-08 碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102718432B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103043948B (zh) * 2012-12-21 2015-02-04 河海大学 一种纳米改性玻璃纤维筋海砂混凝土栅栏板及其制备方法
CN103965582B (zh) * 2014-04-24 2016-04-27 山东省阳信丰源科技有限公司 用于拉挤成型工艺的碳纳米双固化树脂基体及复合材料
WO2019090120A1 (en) * 2017-11-02 2019-05-09 Mahmoud Reda Taha Pultruded gfrp reinforcing bars, dowels and profiles with carbon nanotubes
CN112125602A (zh) * 2018-10-22 2020-12-25 东莞理工学院 一种透水混凝土的制备方法
CN109722194A (zh) * 2018-12-27 2019-05-07 浙江理工大学 多壁碳纳米管改性环氧树脂制备及frp-混凝土粘结监测方法
WO2021092787A1 (zh) * 2019-11-13 2021-05-20 远景能源有限公司 一种用于制造碳纳米管改性纤维增强材料的方法及设备
CN111747767B (zh) * 2020-07-20 2021-12-03 天津大学 石墨烯增强的树脂基全碳复合材料及其制备方法
CN113982192A (zh) * 2021-12-15 2022-01-28 广州大学 一种碳纳米纤维改性frp筋、其制备方法及应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102212248A (zh) * 2011-05-06 2011-10-12 同济大学 功能化玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法
CN102276795A (zh) * 2011-06-22 2011-12-14 同济大学 玻璃纤维／碳纳米管／环氧树脂多维混杂复合材料的制备方法
CN102304274A (zh) * 2011-06-22 2012-01-04 同济大学 玻璃纤维／石墨烯-碳纳米管／环氧树脂多维混杂复合材料的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102212248A (zh) * 2011-05-06 2011-10-12 同济大学 功能化玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法
CN102276795A (zh) * 2011-06-22 2011-12-14 同济大学 玻璃纤维／碳纳米管／环氧树脂多维混杂复合材料的制备方法
CN102304274A (zh) * 2011-06-22 2012-01-04 同济大学 玻璃纤维／石墨烯-碳纳米管／环氧树脂多维混杂复合材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102718432A (zh) 2012-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102718432B (zh) 碳纳米管改性树脂/玻璃纤维复合筋材及其制备方法
Shah et al. Can flax replace E-glass in structural composites? A small wind turbine blade case study
Ma et al. Perspectives of carbon nanotubes/polymer nanocomposites for wind blade materials
CN203527897U (zh) 附聚粒子云网涂覆的纤维束以及包含其的纺织品、复合材料、结构和风力涡轮机叶片
CN104312105A (zh) 一种碳材改性树脂/纤维复合材料及其制备方法
CN102930862B (zh) Z向增强水下吸声夹芯复合材料及其制备方法
Wang et al. The influence of stacking sequence on the low-velocity impact response and damping behavior of carbon and flax fabric reinforced hybrid composites
Su et al. Enhancement of mechanical behavior of resin matrices and fiber reinforced polymer composites by incorporation of multi-wall carbon nanotubes
CN104085117A (zh) 一种适用于钢-连续纤维复合筋的制备方法
Mishnaevsky Jr et al. Nanocellulose reinforced polymer composites: Computational analysis of structure-mechanical properties relationships
CN102345236A (zh) 一种多芯绞合型纤维加强芯材湿法生产工艺
CN108192286A (zh) 复合绝缘子及其制备方法
CN112384665A (zh) Frp筋及其制造方法
Truong et al. Effect of short multi-walled carbon nanotubes on the mode I fracture toughness of woven carbon fiber reinforced polymer composites
CN202788023U (zh) 一种嵌入式混凝土加固结构
CN209163221U (zh) 一种frp管复合筋海砂混凝土柱
CN106192993A (zh) 改性gfrp筋与钢筋增强混凝土防腐桩及制备方法
Zhang et al. Durability of graphene-modified epoxy vinyl resin served as matrix phase of composite bar in simulated concrete environment
Shi et al. Bamboo fiber‐reinforced epoxy composites fabricated by vacuum‐assisted resin transfer molding (VARTM): Effect of molding sequence and fiber content
Wang et al. RETRACTED ARTICLE: physical, mechanical, and thermal behavior analyses of basalt fiber-reinforced composites
Zhang et al. On improvement of the interlaminar shear strength of carbon fiber/epoxy laminates with magnetically guided steel particles
CN103568332A (zh) 附聚粒子云网涂覆的纤维束
CN208484260U (zh) 一种frp薄壁电杆
CN108102302A (zh) 一种结构加固用玄武岩纤维复合片及其制备方法
Di Bella et al. Natural fiber-reinforced composites

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant