碳纤维增强聚合物具有高比强度、比模量、耐疲劳、耐腐蚀等优异特性，特别是近年随碳纤维性能的提高，产量的增加，价格的下降，日益广泛应用于各个领域内，作为高性能结构件而取代传统的金属材料。作为结构件的复合材料往往对刚度及其热稳定性及长时间使用的可靠性等要提出高标准的要求。

　　为此本研究针对碳纤维/环氧复合材料的纤维体积比、固化条件及加载环境温度等对复合材料沿纤维方向弯曲模量的影响作了研究与分析，试验采用T300碳纤维复合材料。

　　通过三点弯曲试验可知在其它试验条件相同的情况下，弯曲模量与纤维体积比基本上呈线性关系，碳纤维/环氧复合材料的弯曲模量主要取决于碳纤维的体积比模量。

　　为了考察不同固化时间下弯曲模量的变化规律，本研究采用较高固化温度（175℃），不同固化时间对弯曲模量的影响作了对比性研究，其试验结果可知，弯曲模量随固化时间的延长而增加，但30min后，模量的提高渐趋平缓。

　　碳纤维增强环氧树脂固化后的弯曲模量与树脂固化剂的种类，固化温度及时间有关，这主要涉及树脂基体的化学结构和固化物交联密度，环氧树脂固化物的交联点间分子量越小，交联密度越高，模量也越高，随反应温度与时间的增加交联反应程度增加，交联密度也越大。对本研究用树脂体系在100~120℃交联密度能在短时间内急剧增加加，但超过一定反应温度及时间后，交联密度的提高趋于平缓，力学性能的变化也趋于平缓。

　　同时也在不同试验温度下，对三种不同固化时间的碳纤维/环氧树脂复合材料的弯曲模量进行了试验测试，结果显示总的趋势是弯曲模量随温度的升高而下降。对固化不充分的复合材料其弯曲模量先略有上升，至100℃左右后开始下降，这可能和交联密度继续增加的现象有关。

　　对固化充分的复合材料，在100℃以下，模量的变化较平缓，在120℃左右有急剧下降趋势，在150℃以上，又达一平缓水平。上述现象与树脂固化物对温度的依赖关系相吻合，因聚合物在玻璃态，弹性模量随温度下降很少，在玻璃化转变区急剧下降，这种现象也必然导致复合材料模量的急剧下降。

　　通过测量不同加载时间下，弯曲模量的变化规律，结果显示加载时间对弯曲模量的影响与固化程度及环境温度有关，固化充分的材料，其弯曲模量随时间的延长基本不变，但对固化不充分的材料，其弯曲模量随时间的延长先略有升高，尔后基本保持不变。

　　阅读延伸：《T700碳纤维板弯曲强度与弹性模量有多大》