CN115746503B - 一种电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料及其制备方法,属于功能自修复材料制备技术领域。本发明解决了现有纤维复合材料损伤自修复树脂体系仅能用于一次修复,且高温及复杂环境下的稳定性差的问题。本发明采用多壁碳纳米管和石墨作为微波吸收剂,利用两者可以高效吸收电磁微波并与其相互作用特点,诱导物质中的电荷运动而产生诱导电流,当树脂基体内部及其与纤维界面处有裂纹、坑蚀等缺陷时,缺陷部位因电阻过大,在电流流过时会产生焦耳热,使得低熔点的热塑性修复剂聚己内酯融化,使已熔融的熔体渗透到缺陷区域,填补损伤裂纹或钝化裂缝,起到阻滞裂纹扩展的作用,实现损伤自修复的同时,还可以强化损伤处的力学性能。

Description

一种电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及一种电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料及其制备方法,属于功能自修复材料制备技术领域。
背景技术
纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer,FRP)复合材料具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳等优势,近年来在航空航天、海洋能源等、土木工程领域得到较为广泛地应用。FRP是由纤维增强相、树脂基体连接相和纤维/树脂界面组成。纤维充当力学骨架并决定复合材料的力学性能;树脂基体在复合材料中起连接和固定纤维的作用,保证纤维之间的同步受力;纤维/树脂界面作为复合材料纤维与树脂的过渡区域,主要起应力传递作用,保证纤维与树脂的变形协调。然而,FRP的树脂基体主要为脆性较大的环氧树脂体系,在应用服役过程中FRP会经受各种严酷环境(如极高低温与强辐照等)与复杂荷载(静力、循环疲劳与冲击等),不可避免在其内部产生多尺度与多类型损伤(如树脂基体裂纹、纤维断裂、纤维-树脂脱粘、纤维拔出、微屈曲、扭折带、层间剥离等),容易引起微细尺度的损伤逐步扩展,会导致突然宏观失效,严重影响结构的服役可靠性、安全性与服役寿命。因此,如何实现FRP在严酷服役环境与复杂荷载条件下原位自修复损伤,恢复其服役性能,是FRP工程结构安全、可靠与长寿命服役面临的巨大挑战。
现有技术中,CN113024857B公开了一种双重自修复纤维增强树脂基复合材料及其制备方法,将可降解的聚乳酸纤维平铺于纤维预制体中降解后形成微脉管,并通过复合材料成型工艺进行双重自修复CFRP,用于实现结合本征型和外援型的自修复,在复合材料基体产生裂纹时可修复CFRP中的微裂纹、孔隙。CN101629024公开了一种自修复型纤维增强聚合物基复合材料及其制备方法,通过将含有环氧树脂预聚物和固化剂的双胶囊修复体系均匀混合到树脂基体中,并用上述所得混合物浸润纤维增强材料,固化成型后得到自修复型纤维增强聚合物基复合材料。当材料在使用过程中因受热、力、环境腐蚀等作用而产生裂纹或纤维脱粘破坏时,裂纹穿过修复剂胶囊而使之随基体同时裂开,然后释放出反应物质并迅速聚合,可阻止裂纹增长、达到修复裂纹目的。CN113817290B公开了一种防收缩自修复型环氧树脂/微胶囊复合材料及制备方法,所述复合材料包括环氧树脂、固化剂以及防收缩自修复型微胶囊;所述防收缩自修复型微胶囊是由高分子材料构建的,并包括芯材和壁材;芯材包括聚合单体、膨胀单体和热光引发体系;壁材包括掺杂有热光屏蔽剂的脲醛树脂;采用固化后体积不收缩且电绝缘性能良好的聚合单体混合膨胀单体,当热光引发聚合固化后整体体积发生轻微膨胀已达到对环氧树脂绝缘材料损伤缺陷进行防收缩自修复的目的。
但是上述现有技术中纤维复合材料损伤自修复树脂体系均为外在自修复体系(微胶囊、微导管)等,同时所能采用的材料有限,大部分只能用于一次修复,且如何使微胶囊或微导管均匀分布在复合材料内部是该技术的另一难点,其高温及复杂环境下的稳定性也是限制其应用的另一个关键技术障碍。且在复合材料内部制备三维的网状微导管,制备困难且昂贵,不适用工业化应用。另外,特别需要指出的是,微胶囊/微导管技术和可降解填料还会导致复合材料结构性能的损失。最后,以上添加剂自修复功能分工不明确且之间不能发挥良好的协同效应,同时缺乏微观调控性以及系统性,且操作复杂、自修复不明显、成本高、使用中事故频发等不同缺点。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题,提供一种电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料及其制备方法。
本发明的技术方案:
本发明的目的之一是提供一种电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料,该复合材料由以下重量份数原料组成:
0.2~2份羟基化多壁碳纳米管,10~20份无水乙醇,10~20份丙酮,0.1~1份聚乙烯吡络烷酮,1~3份硅烷偶联剂,10~20份石墨粉,60~80份单向纤维布,1~5份聚己内酯,80~120份环氧树脂体系。
进一步限定,环氧树脂体系中包含环氧树脂和对应量的固化剂。
本发明的目的之二是提供一种上述电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料的制备方法,该方法包括以下步骤:
S1,制备碳纳米管悬浮液;
S2,将聚己内酯溶解在丙酮中,然后加入石墨粉,超声混合均匀后,加入到碳纳米管悬浮液中,超声搅拌处理后获得喷涂液,采用喷笔将部分喷涂液喷涂在单向纤维布的两面,然后置于烘箱中干燥,获得改性纤维布;
S3,将剩余的喷涂液加入到环氧树脂体系中,依次经过超声分散、高速机械剪切和油浴加热处理,获得胶液;
S4,将S2获得的改性纤维布和S3获得的胶液通过真空灌注工艺制备得到纤维增强树脂基材料,固化处理后得到纤维增强树脂基复合材料。
进一步限定,S1的具体操作过程为:将羟基化多壁碳纳米管、硅烷偶联剂和无水乙醇混合,置于冰水浴中并密封超声处理1~6h,然后加入聚乙烯吡络烷酮,继续超声处理1~2h,得到碳纳米管悬浮液。
更进一步限定,羟基化多壁碳纳米管的直径为8~50nm,长度为10~50μm。
进一步限定,采用超声波细胞粉碎机进行超声处理,具体的将超声波细胞粉碎机的探头插入混合液中,固定位置后密封,并置于冰水浴中超声处理,超声过程中定期更换冰水以保证混合液内部温度不高于30~50℃。
进一步限定,S1中超声功率为400~600W。
进一步限定,S2的具体操作过程为:将聚己内酯加入到丙酮中在温度为20~40℃条件下加热搅拌20~40min待其完全溶解后,加入石墨粉超声并搅拌20~40min后加入到碳纳米管悬浮液中,超声并搅拌30-60min,获得喷涂液,取部分喷涂液采用喷笔将其喷涂在纤维布的两面,然后置于40~80℃的烘箱中干燥2~4小时直至纤维布表面溶剂挥发,获得改性纤维布。
更进一步限定,S2中超声功率为200~400W。
更进一步限定,S2中喷笔工作压力为0.1~0.5MPa,喷头距离纤维垂直距离为10~40cm,喷涂悬浮液流速为5~20ml/min。
更进一步限定,单面喷涂次数为1~10次,单面涂层厚度为10~50μm。
进一步限定,石墨粉粒径为2000~3000目。
进一步限定,单向纤维布由碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或植物纤维制成。
进一步限定,当纤维布为碳纤维时,在喷涂前对其进行退浆处理,然后将退浆后碳纤维进行酸化处理,实现纤维表面羧基化或羟基化。
进一步限定,S3的具体操作过程为:将剩余的喷涂液加入到环氧树脂体系中,通过超声分散且高速机械剪切处理后,置于油浴中加热干燥处理,获得胶液。
更进一步限定,油浴加热温度为80~120℃,时间为4~6h。
进一步限定,S4中真空灌注工艺步骤为:
步骤一,玻璃板模具上铺3-5层改性纤维布,并在为最下面和最上面铺设一层聚乙烯导流布;
步骤二,铺设树脂导流管和真空管路;
步骤三,建立真空袋,并连接真空泵;
步骤四,打开真空泵灌注树脂,完毕后夹住树脂导入管,保持内部真空状态,关闭真空泵,是室温下初固化24h。
进一步限定,S4中固化处理温度为40~80℃,时间为12~36h。
本发明的目的之三是提供一种上述电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料的修复方法,具体的在电磁波频率为0.1~1GHz条件下,电磁波驱动处理5~60s,实现纤维增强树脂基复合材料的自修复。
进一步限定,电磁波驱动为密闭空间内的电磁微波或手持型仪器驱动微波。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
(1)本发明采用多壁碳纳米管和石墨作为微波吸收剂,由于两者对外界环境中的电磁波较为敏感,两者可以高效吸收电磁微波并与其相互作用,诱导物质中的电荷运动而产生诱导电流,当树脂基体内部及其与纤维界面处有裂纹、坑蚀等缺陷时,缺陷部位因电阻过大,在电流流过时会产生焦耳热,使得低熔点的热塑性修复剂聚己内酯融化,并利用良好的形状记忆温控性,利用熔体扩散渗流机理使已熔融的熔体渗透到复合材料内部裂纹、坑蚀等缺陷区域(如纤维脱粘、树脂基体裂缝处等),填补损伤裂纹或钝化裂缝,起到阻滞裂纹扩展的作用,实现损伤自修复的同时,还可以强化损伤处的力学性能。此外,多壁碳纳米管和石墨均匀分散在树脂基体及其与纤维界面处,形成三维导电通路,还可以提高纤维增强树脂基复合材料的损伤感知敏感性。
(2)本发明采用的是固态自修复机理,利用热塑性修复剂(PCL)通过氢键与树脂基体分子相互溶合,当温度达到热塑性修复剂熔点后,热塑性修复剂分子链通过树脂内部纳米尺寸的自由体积,扩散渗入复合材料的损伤区域,并通过分子缠绕将裂缝链接在一起,实现微观裂缝的自修复。且热塑性材料与纳米材料一起作为自修复剂用于层间剥离损伤时,多壁碳纳米管(MWCNT)与热塑性自修复剂(PCL)相互作用,同时具有导电升温与自修复作用,如图2所示。
(3)本发明提供的自修复型纤维增强树脂基复合材料中的添加剂量很少,可以保证复合材料具有优异的力学韧性和三维导电网络结构,实现了低添加含量,并赋予复合材料优异的机械性能和吸波能力,当外界基于一定时间一定频率的电磁微波环境时,即可实现纤维增强环氧树脂复合材料内部损伤自修复功能。
(4)本发明制备的碳纳米管悬浮液中含有硅烷偶联剂,利用硅烷偶联剂中的硅与羟基化碳纳米管中氧形成硅氧共价键获得稳定悬浮液的同时,还利用硅烷偶联剂中氨基与纤维表面羟基或羧基脱氢/水形成N-O或者N-C共价键,提升纤维表面活性、机械性能与粗糙度等,更利于后续的喷涂处理,如图1所示。
(5)本发明提供的自修复型纤维增强树脂基复合材料可延长树脂基复合材料的服役寿命,并赋予材料智能自愈合功能化,提高愈合反应速率、选择自修复区域、缩短维护周期,同时制备条件温和、工艺简单、经济性好,应用范围广泛。且修复时可采用密闭空间内的电磁微波,也可以是手持型仪器驱动微波,修复过程中不影响其工作性能,简便高效且维护成本低,适用大型构件。
附图说明
图1为实施例1中多壁碳纳米管均匀分散及其改性碳纤维的机理图;
图2为电磁波驱动损伤自修复纤维增强树脂基复合材料实现自修复功能的机理图;
图3为试样损伤后实物图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器,未经特殊说明,均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器,本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
实施例1:
本实施例制备的电磁波驱动损伤自修复纤维增强树脂基复合材料由以下重量份数原料组成:
0.2份羟基化多壁碳纳米管,15份无水乙醇,15份丙酮;0.5份聚乙烯吡络烷酮;1.5份硅烷偶联剂;15份石墨粉;70份单向纤维布;1份聚己内酯;85份环氧树脂及29.3份对应固化剂体系体系。
其中,硅烷偶联剂为KH550;单向纤维布具体为碳纤维布;环氧树脂为双酚A型环氧树脂,固化剂具体为胺类固化剂;羟基化碳纳米管直径为30纳米,长度为20微米;石墨粉的目数为2500目。
本实施例制备上述电磁波驱动损伤自修复纤维增强树脂基复合材料的方法包括以下步骤:
步骤1,制备分散均匀的碳纳米管悬浮液,具体为:将配方量羟基化多壁碳纳米管和硅烷偶联剂加入配方量无水乙醇溶液中,获的混合溶液I,然后将超声波细胞粉碎机的探头插入混合溶液Ⅰ中适当的位置并密封完好后超声4小时,超声功率为500W,并且同时将装有混合溶液I的烧杯置于冰水浴中,超声过程中需要定期更换冰水已保证混合溶液内部温度不能过高40℃,向超声完的混合溶液Ⅰ中加入聚乙烯吡络烷酮,再进行超声1小时得溶液Ⅱ。
步骤2,电磁波驱动损伤自修复纤维增强树脂基复合材料,具体为:
首先,将配方量聚己内酯加入到配方量丙酮中,在温度30℃下加热搅拌30分钟待其完全溶解后再向其内部加入配方量的石墨粉,超声并搅拌30分钟混合均匀后得溶液Ⅲ。然后将溶液Ⅲ加入到上述步骤1获得的溶液Ⅱ中,超声并搅拌40分钟得溶液Ⅳ,然后取部分溶液Ⅳ采用喷笔均匀的喷涂到纤维布的两面,喷笔工作压力位0.3MPa,喷头距离纤维垂直距离为30cm,喷涂悬浮液流速为15ml/min,单面最佳喷涂6次,然后将已均匀喷涂的纤维布放在温度为60℃的烘箱里6小时直至纤维布表面溶剂挥发后待用;
然后,将剩余的溶液Ⅳ加入到配方量的环氧树脂体系中,通过超声分散且高速机械剪切搅拌至均匀得溶液Ⅴ,然后将溶液Ⅴ放到100℃油浴锅中加热搅拌4小时待溶剂挥发得溶液Ⅵ;上述超声功率为300W;
最后,将均匀分散的溶液Ⅵ和改性处理的纤维布通过真空灌注工艺制备得到接枝改性纤维增强环氧树脂基复合材料,真空灌注过程中铺设4层改性纤维,改性纤维与溶液Ⅵ的质量比为70:100,灌注完成后在室温初固化24h,60°烘箱后固化24h,得到电磁波驱动损伤自修复纤维增强树脂基复合材料。
将本实施例获得的电磁波驱动损伤自修复纤维增强树脂基复合材料切割成尺寸为50mm×25mm×1.5mm和12mm×4mm×1.5mm的试样,并分别根据ASTM F 2344和ASTM D7264标准进行三点弯曲和短梁剪切测试,记录为损伤前力学性能测试,如下表1所示。
实施例2:
本实施例与实施例1不同处为:电磁波驱动损伤自修复纤维增强树脂基复合材料由以下重量份数原料组成:2份羟基化多壁碳纳米管,15份无水乙醇,15份丙酮;0.5份聚乙烯吡络烷酮;1.5份硅烷偶联剂;15份石墨粉;70份单向纤维布;5份聚己内酯;85份环氧树脂及29.3份对应固化剂体系;其余操作步骤与参数设定与实施例1完全相同。
将本实施例获得的电磁波驱动损伤自修复纤维增强树脂基复合材料切割成尺寸为50mm×25mm×1.5mm和12mm×4mm×1.5mm的试样,并分别根据ASTM F 2344和ASTM D7264标准进行三点弯曲和短梁剪切测试,记录为损伤前力学性能测试,如下表1所示。
实施例3:
本实施例与实施例1不同处为:电磁波驱动损伤自修复纤维增强树脂基复合材料由以下重量份数原料组成:1份羟基化多壁碳纳米管,15份无水乙醇,15份丙酮;0.5份聚乙烯吡络烷酮;1.5份硅烷偶联剂;15份石墨粉;70份单向纤维布;2.5份聚己内酯;85份环氧树脂及29.3份对应固化剂体系;其余操作步骤与参数设定与实施例1完全相同。
将本实施例获得的电磁波驱动损伤自修复纤维增强树脂基复合材料切割成尺寸为50mm×25mm×1.5mm和12mm×4mm×1.5mm的试样,并分别根据ASTM F 2344和ASTM D7264标准进行三点弯曲和短梁剪切测试,记录为损伤前力学性能测试,如下表1所示。
对比实施例1~3获得的试样损伤前力学性能可知,实施例3制备的复合材料相对更为优异的力学性能,对实施例3获得的试样继续进行损伤后以及修复后力学性能测试。具体测试过程如下:将实施例3获得的电磁波驱动损伤自修复纤维增强树脂基复合材料采用使用配重铁块敲击美工刀片的方式使试件宽度方向(25mm方向)上产生肉眼可见自然裂痕,贯穿试件厚度(1.5mm方向)但不贯穿试件宽度方向,损伤部位位于试件长度方向中间位置,如图3所示。
对上述一部分损伤后的试样进行三点弯曲和短梁剪切测试,记录为损伤后力学性能测试,如下表1所示。
将上述另一部分损伤后的试样放于微波炉中,采用1GHz加热10秒后进行三点弯曲和短梁剪切测试,记录为修复后力学性能测试,如下表1所示。
实施例4:
本实施例与实施例3不同处为:将损伤的试样放于微波炉中,采用0.5GHz加热10秒后进行三点弯曲和短梁剪切测试,记录为修复后力学性能测试,如下表1所示。
实施例5:
本实施例与实施例3不同处为:将损伤的试样放于微波炉中,采用2GHz加热10秒后进行三点弯曲和短梁剪切测试,记录为修复后力学性能测试,如下表1所示。
对比例1:
本实施例与实施例1不同处为:直接选取未经任何添加剂增强改性的真空灌注碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)板进行三点弯曲和短梁剪切测试,记录为损伤前力学性能测试,如下表1所示。
采用与实施例3相同方式对对比例1获得的试样进行损伤处理,处理后的试样进行三点弯曲和短梁剪切测试,记录为损伤后力学性能测试,如下表1所示。
表1
由上表1可知,具体的对比实施例1~3可知,增强相多壁碳纳米管(MWCNT)和聚己内酯(PCL)有助于增强复合材料的力学性能,但是过多含量的增强相(MWCNT,PCL)反而不能起到持续增强的作用,这是由于过多增强相的添加会导致填料发生团聚而导致局部应力集中,导致复合材料内部裂纹的萌生和扩展,最终确定多壁碳纳米管(MWCNT)和聚己内酯(PCL)的最佳添加量分别为1份和2.5份。对比实施例3~5可知,随着微波频率的加强(从0.5GHz到2GHz),损伤后复合材料的弯曲强度均得到了恢复,与损伤给未进行修复相比,自修复效率分别为49.4%,60.1%,74.9%。短梁剪切强度的自修复效率分别为37.5%,56.3%,31.3%。
根据复合材料修复的特点,修复前引入的损伤属于不可见冲击损伤,试件未完全损伤,其修复效率与损伤后的强度相关,直接采用修复后的强度与原始强度的比值定义修复效率不准确,因此,采用下式定义复合材料的自修复效率η:
综上可知,本发明提供的复合材料制备与自修复方式可延长树脂基复合材料的服役寿命,并赋予材料智能自愈合功能化,提高愈合反应速率、选择自修复区域、缩短维护周期,同时制备条件温和、工艺简单、经济性好,应用范围广泛。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做各种改动和修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (9)

1.一种电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料,其特征在于,由以下重量份数原料组成:
0.2~2份羟基化多壁碳纳米管,10~20份无水乙醇,10~20份丙酮,0.1~1份聚乙烯吡络烷酮,1~3份硅烷偶联剂,10~20份石墨粉,60~80份单向纤维布,1~5份聚己内酯,80~120份环氧树脂体系;
所述的电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料的制备方法包括以下步骤:
S1,将羟基化多壁碳纳米管、硅烷偶联剂和无水乙醇混合,置于冰水浴中并密封超声处理1~6h,然后加入聚乙烯吡络烷酮,继续超声处理1~2h,得到碳纳米管悬浮液;
S2,将聚己内酯溶解在丙酮中,然后加入石墨粉,超声混合均匀后,加入到碳纳米管悬浮液中,超声搅拌处理后获得喷涂液,采用喷笔将部分喷涂液喷涂在单向纤维布的两面,然后置于烘箱中干燥,获得改性纤维布;
S3,将剩余的喷涂液加入到环氧树脂体系中,通过超声分散且高速机械剪切处理后,置于油浴中加热干燥处理,获得胶液;
S4,将S2获得的改性纤维布和S3获得的胶液通过真空灌注工艺制备得到纤维增强树脂基材料,固化处理后得到纤维增强树脂基复合材料。
2.根据权利要求1所述的电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料,其特征在于,环氧树脂体系中包含环氧树脂和对应量的固化剂。
3.一种权利要求1所述的电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,将羟基化多壁碳纳米管、硅烷偶联剂和无水乙醇混合,置于冰水浴中并密封超声处理1~6h,然后加入聚乙烯吡络烷酮,继续超声处理1~2h,得到碳纳米管悬浮液;
S2,将聚己内酯溶解在丙酮中,然后加入石墨粉,超声混合均匀后,加入到碳纳米管悬浮液中,超声搅拌处理后获得喷涂液,采用喷笔将部分喷涂液喷涂在单向纤维布的两面,然后置于烘箱中干燥,获得改性纤维布;
S3,将剩余的喷涂液加入到环氧树脂体系中,通过超声分散且高速机械剪切处理后,置于油浴中加热干燥处理,获得胶液;
S4,将S2获得的改性纤维布和S3获得的胶液通过真空灌注工艺制备得到纤维增强树脂基材料,固化处理后得到纤维增强树脂基复合材料。
4.根据权利要求3所述的电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料的制备方法,其特征在于,羟基化多壁碳纳米管的直径为8~50nm,长度为10~50μm。
5.根据权利要求3所述的电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料的制备方法,其特征在于,S2中在20~40℃下加热搅拌20~40min使聚己内酯溶解在丙酮中;石墨粉加入后超声并搅拌处理20~40min;加入碳纳米管悬浮液后超声并搅拌处理30~60min;烘箱中干燥处理温度为40~80℃,时间为2~4h;石墨粉粒径为2000~3000目。
6.根据权利要求3所述的电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料的制备方法,其特征在于,S3中油浴加热温度为80~120℃,时间为4~6h。
7.根据权利要求3所述的电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料的制备方法,其特征在于,S4中固化处理温度为40~80℃,时间为12~36h。
8.根据权利要求1所述的电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料的制备方法,其特征在于,喷笔工作压力为0.1~0.5MPa,喷头距离纤维垂直距离为10~40cm,喷涂悬浮液流速为5~20ml/min,单面喷涂次数为1~10次,单面涂层厚度为10~50μm。
9.一种权利要求1所述的电磁波驱动自修复型纤维增强树脂基复合材料的修复方法,其特征在于,在电磁波频率为0.1~1GHz条件下,电磁波驱动处理5~60s。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101629024A (zh) * 2009-08-04 2010-01-20 中山大学 一种自修复型纤维增强聚合物基复合材料及其制备方法
CN111499837A (zh) * 2020-05-07 2020-08-07 北京化工大学 一种自修复原位荧光示踪型耐热耐候环氧树脂及其制备方法
CN113024857A (zh) * 2021-03-17 2021-06-25 西北工业大学 一种双重自修复纤维增强树脂基复合材料及其制备方法
CN115304884A (zh) * 2022-08-12 2022-11-08 哈尔滨工业大学 一种自愈合与损伤原位识别环氧树脂复合材料及其制备方法与应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9701797B2 (en) * 2015-10-16 2017-07-11 GM Global Technology Operations LLC Self-healing carbon fiber composites

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101629024A (zh) * 2009-08-04 2010-01-20 中山大学 一种自修复型纤维增强聚合物基复合材料及其制备方法
CN111499837A (zh) * 2020-05-07 2020-08-07 北京化工大学 一种自修复原位荧光示踪型耐热耐候环氧树脂及其制备方法
CN113024857A (zh) * 2021-03-17 2021-06-25 西北工业大学 一种双重自修复纤维增强树脂基复合材料及其制备方法
CN115304884A (zh) * 2022-08-12 2022-11-08 哈尔滨工业大学 一种自愈合与损伤原位识别环氧树脂复合材料及其制备方法与应用

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