聚酰亞胺-多壁碳納米管雜化薄膜的制備及力學(xué)性能研究.pdf

1、近年來,聚酰亞胺/無機(jī)納米復(fù)合材料的研究越來越受到人們的關(guān)注。采用無機(jī)納米粒子對聚酰亞胺改性,不僅可以改善聚酰亞胺的性能,而且在一定程度上可以綜合無機(jī)納米粒子和聚酰亞胺兩組份各自的特征和優(yōu)點。相對于其他無機(jī)納米粒子而言,碳納米管具有長徑比大、強度高、韌性好、密度小的優(yōu)點,成為聚合物的理想改性材料。所以本課題采用多壁碳納米管對聚酰亞胺進(jìn)行改性,以期望得到性能優(yōu)異的聚酰亞胺/多壁碳納米管(PI/MWNTs)納米復(fù)合材料。但是碳納米管具有很高

2、的比表面積和表面活化能,極易團(tuán)聚,為了提高碳納米管在聚合物基體中的分散性,采取了兩種功能化處理法對其進(jìn)行表面修飾,并重點研究功能化處理后多壁碳納米管的引入對聚酰亞胺力學(xué)性能的影響。
　　 本文首先采用羧基化處理法和氨基化處理法分別對MWNTs進(jìn)行表面修飾,然后通過超聲分散.原位聚合法制備聚酰胺酸/多壁碳納米管雜化膠液,再經(jīng)熱亞胺化制得聚酰亞胺/多壁碳納米管雜化薄膜。
　　 采用傅立葉變換紅外光譜對功能化前后多壁碳納米管表

3、面基團(tuán)的變化情況進(jìn)行表征,利用掃描電子顯微鏡表征了碳納米管在溶劑中的分散性及雜化薄膜的表面和斷面形貌,并測試了雜化薄膜的力學(xué)性能。研究結(jié)果表明:經(jīng)過功能化修飾的多壁碳納米管在水中及聚酰亞胺基體中的分散性都得到了改善；隨著多壁碳納米管含量的增加,雜化薄膜的拉伸強度均呈先增加后減小的趨勢,且斷裂伸長率均呈下降趨勢；羧基化處理的多壁碳納米管摻入到聚酰亞胺基體中,在含量為0.92wt％時,雜化薄膜拉伸強度達(dá)到最大值116.83MPa,較純聚酰亞