Electrospun nanofibres for multifunctional composites

Electrospun veils from copolyethersulfones (coPES) were prepared as soluble interlaminar membranes for carbon fiber/epoxy composites. Dissolution trials were carried out to understand the curing cycle. Dry carbon fabrics were covered with electrospun veils and then infused with an unmodified epoxy resin to prepare reinforced laminates. Unreinforced samples with no carbon fabrics were also studied. The coPES9k veils showed full solubility and homogenous morphology. Unreinforced samples, modified by coPES9k veils, showed only minor morphological differences compared to epoxy/coPES blends obtained from coPES9k powder predissolution. The coPES20k veils showed undissolved fibers and inhomogeneous morphologies when blended with an epoxy in the unreinforced samples. Industrial upscaling of the electospinning process was achieved with commercial polyethersulfones provided by Solvay. The veil-toughening concept was demonstrated by increases in the fracture toughness values obtained with respect to unmodified resins. Also nanofilled-fibers were produced and applied as interlaminar toughening veils. The use of nanofibers as carriers for nanofillers was demonstrated by SEM, EDX and TEM analysis.

Veli elettrofilati da copolieteresolfoni (coPES) sono stati preparati come membrane solubili interlaminari per compositi fibra di carbonio/epossido. Prove di dissoluzione sono state condotte per capire il ciclo di reticolazione. Tessuti di carbonio secchi sono stati ricoperti con i veli elettrofilati e quindi infusi con la resina tal quale per preparare laminati rinforzati. Sono stati studiati anche campioni non rinforzati senza fibra di carbonio. Il coPES9k ha mostrato totale dissoluzione e morfologia uniforme. I campioni non rinforzati, modificati con i veli di coPES9k, hanno mostrato solo lievi differenze confrontati con le miscele preparate dissolvendo il coPES9k in polvere. I veli di coPES20k hanno mostrato fibre non disciolte e morfologie non omogenee. Il processo di elettrofilatura è stato effettuato su scala industriale con polieteresolfoni forniti da Solvay. Il concetto dei veli come tenacizzanti è stato dimostrato da aumenti nei valori di tenacità rispetto ai campioni non modificati. Sono state prodotte anche nanofibre contenenti nanoparticelle e applicate come veli tenacizzanti. L'utlizzo di tali nanofibre come trasportatori di nanoparticelle è stato dimostrato tramite analisi SEM, EDX e TEM.