碳納米管的表面功能化及其聚合物納米復(fù)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(dú)特的結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和電性能,被認(rèn)為是復(fù)合材料的理想填充材料,碳納米管與聚合物的復(fù)合可以實(shí)現(xiàn)材料各組份的優(yōu)勢互補(bǔ)或加強(qiáng),能有效地利用碳納米管的獨(dú)特性能。但是碳納米管具有很高的表面自由能,易團(tuán)聚,難分散,使得碳納米管在復(fù)合材料中的應(yīng)用受到一定的限制。本論文通過對碳納米管進(jìn)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(fù)合材料和環(huán)氧樹脂功能化碳納米管納米復(fù)合材料,以及功能化的碳納米管/聚丙烯腈(PAN)納米復(fù)合纖維。本論文的工作對開展功能化復(fù)合材料研究具有重要意義和實(shí)際應(yīng)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(jìn)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(jìn)行改性,經(jīng)過功能化的碳納米管(MWNT-

3、Epoxy)在有機(jī)溶劑中具有較好的溶解性。進(jìn)一步制備MWNT-Epoxy/PU復(fù)合材料,含5％MWNT-Epoxy的PU復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度提高76％,同時在拉伸率100％的條件下,彈性回復(fù)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(jìn)行改性,制備功能化碳米管/PAN復(fù)合材料,結(jié)果表明:含5％功能化碳納米管的PAN復(fù)合材料動態(tài)力學(xué)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