碳納米管的表面功能化及其聚合物納米復合材料的研制.pdf

1、碳納米管(CNTs)是一種新型的一維納米材料,由于其獨特的結(jié)構(gòu)、力學性能和電性能,被認為是復合材料的理想填充材料,碳納米管與聚合物的復合可以實現(xiàn)材料各組份的優(yōu)勢互補或加強,能有效地利用碳納米管的獨特性能。但是碳納米管具有很高的表面自由能,易團聚,難分散,使得碳納米管在復合材料中的應用受到一定的限制。本論文通過對碳納米管進行表面功能化處理,以改善碳納米管在各種介質(zhì)中的分散性。采用共混法首次制備了環(huán)氧樹脂功能化的碳納米管/聚氨酯(PU)納米

2、復合材料和環(huán)氧樹脂功能化碳納米管納米復合材料,以及功能化的碳納米管/聚丙烯腈(PAN)納米復合纖維。本論文的工作對開展功能化復合材料研究具有重要意義和實際應用價值。
　　 論文主要從事以下幾方面的工作:
　　 (1)通過對碳納米管表面進行羧基化過程,研究不同氧化條件下對碳納米管羧基化過程的影響,結(jié)果表明混合酸體系具有明顯的氧化效果。
　　 (2)通過環(huán)氧樹脂對碳納米管表面進行改性,經(jīng)過功能化的碳納米管(MWNT-

3、Epoxy)在有機溶劑中具有較好的溶解性。進一步制備MWNT-Epoxy/PU復合材料,含5％MWNT-Epoxy的PU復合材料拉伸強度提高76％,同時在拉伸率100％的條件下,彈性回復率得到明顯提高。
　　 (3)通過二胺和環(huán)氧樹脂對碳米管表面進行改性,制備功能化碳米管/PAN復合材料,結(jié)果表明:含5％功能化碳納米管的PAN復合材料動態(tài)力學測試結(jié)果儲能模量在60"C以下明顯提高,從tanδ-T中可以看出PAN的玻璃化轉(zhuǎn)變(Tg