[发明专利]利用碳纳米纸传感器监测聚合物基复合材料固化度的方法

摘要

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种利用碳纳米纸传感器监测聚合物基复合材料固化度的方法。本发明是将碳纳米纸传感器埋入待测聚合物基复合材料预浸料的内部，得到固化过程的碳纳米纸电阻变化‑温度‑时间关系曲线，对固化冷却阶段的碳纳米纸电阻变化‑温度曲线进行线性拟合，得到冷却阶段的碳纳米纸的电阻温度系数，同时利用DSC法测量在标准固化工艺制度下聚合物基复合材料的固化度，在其他温度下分别获得相应的电阻温度系数和固化度，得到聚合物基复合材料的固化度‑电阻温度系数关系曲线。本发明的技术方案能够布控在复合材料不同位置进行实时在线工程应用监测，具有非常高的精准度和可操作性，同时传感器及解调系统成本低。

主权项

1.一种利用碳纳米纸传感器监测聚合物基复合材料固化度的方法，其特征在于按照以下步骤进行：（1）将四根铜导线固定于长方形碳纳米纸表面，形成碳纳米纸传感器，将此碳纳米纸传感器埋入待测聚合物基复合材料预浸料的内部，按照聚合物基复合材料预浸料的标准固化工艺制度固化成型得到聚合物基复合材料；（2）固化过程中，采用四探针电阻测量仪测量埋入预浸料内部的碳纳米纸传感器的电阻变化，采用光纤光栅测量预浸料固化过程的温度变化，得到固化过程的碳纳米纸电阻变化‑温度‑时间关系曲线，对固化冷却阶段的碳纳米纸电阻变化‑温度曲线进行线性拟合，得到冷却阶段的碳纳米纸的电阻温度系数；同时利用DSC法测量在标准固化工艺制度下聚合物基复合材料的固化度；（3）分别在低于标准固化温度5℃、10℃、15℃、20℃、25℃，以及高于标准固化温度5℃、10℃时进行聚合物基复合材料预浸料固化实验，重复步骤（2），分别获得相应的电阻温度系数和固化度，得到聚合物基复合材料的固化度‑电阻温度系数关系曲线；（4）实际工程应用时，通过监测该聚合物基复合材料固化过程的冷却阶段碳纳米纸电阻温度系数，即根据步骤（3）中的固化度‑电阻温度系数关系曲线获得相应的固化度。