多壁碳納米管-環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、有關(guān)碳納米管/環(huán)氧樹(shù)脂的復(fù)合材料的研究已有了不少報(bào)道,也取得了一些研究成果,但關(guān)于碳納米管在聚合物基體中的分散問(wèn)題仍然沒(méi)有得到真正的解決。采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⑻技{米管以納米尺度均勻的分散到環(huán)氧樹(shù)脂中,是制備擁有優(yōu)異綜合性能復(fù)合材料的關(guān)鍵所在。
　　本論文采用了三種不同的修飾方法對(duì)碳納米管進(jìn)行了表面修飾。經(jīng)過(guò)修飾,在原始多壁碳納米管(MWNTs)表面引入了大量活性基團(tuán),使碳納米管的團(tuán)聚現(xiàn)象有所減少,同時(shí)也提高了其在環(huán)氧樹(shù)脂中的分散性能。

2、采用溶液共混法制備了多壁碳納米管/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料,研究了不同碳納米管在環(huán)氧樹(shù)脂中的分散性及其對(duì)復(fù)合材料性能的影響。
　　通過(guò)混酸氧化、酰氯化和酰胺化得到了表面接枝四乙烯五胺(TEPA)的碳納米管(MWNTs-TEPA),測(cè)試結(jié)果表明接枝TEPA使碳納米管的管間距增加,碳納米管的團(tuán)聚現(xiàn)象有所緩解。MWNTs-TEPA比MWNTs更能提高復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、熱性能和介電性能。當(dāng)MWNTs-TEPA含量為1.5wt％時(shí),其拉伸強(qiáng)度和斷

3、裂伸長(zhǎng)率與純環(huán)氧樹(shù)脂相比分別增加了84.3%和150%,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)提高了18.8℃,介電常數(shù)由6.2增加到25.8,但介電損耗值僅和環(huán)氧樹(shù)脂的相當(dāng)。
　　采用混酸氧化和酰胺化兩步反應(yīng)得到了在 MWNTs表面接枝三乙烯四胺(TETA)的碳納米管(MWNTs-TETA),考察了不同碳納米管對(duì)復(fù)合材料的拉伸性能、熱性能和介電性能的影響。研究表明MWNTs-TETA比MWNTs能更好的提高復(fù)合材料的綜合性能。當(dāng)MWNTs-TE

4、TA含量為2.0wt%時(shí),材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別增加了105.68%和114.16%,Tg提高了21.55℃,介電常數(shù)由6.2增加到27.6,介電損耗值幾乎沒(méi)有增加。
　　采用化學(xué)氧化聚合法在MWNTs表面上包覆聚苯胺(PANI),得到了PANI修飾的碳納米管(MWNTs-PANI),PANI包覆不僅降低了碳納米管之間的π-π鍵的作用力,而且在MWNTs表面引入了大量氨基等活性基團(tuán),氨基能與環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)增加了環(huán)氧樹(shù)