聚丙烯聚丙烯碳納米管復(fù)合材料的光穩(wěn)定性研究【畢業(yè)設(shè)計(jì)+開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　聚丙烯/聚丙烯碳納米管復(fù)合材料的光穩(wěn)定性研究</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 高分子材料與工程 &

2、lt;/p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　摘要：碳納米管具有優(yōu)良的輕度、韌性、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等性能

3、，本文采用聚丙烯為基體材料，利用碳納米管對(duì)其改性。通過(guò)在聚丙烯基體中加入了未經(jīng)修飾的碳納米管(CNTs)制備聚丙烯/碳納米管(PP/CNTs)復(fù)合材料，并研究碳納米管對(duì)復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)晶行為、熱性能、力學(xué)性能和光穩(wěn)定性的影響。對(duì)比研究了純PP和PP/CNT復(fù)合材料的光降解行為。根據(jù)CNT的含量不同，CNT既有促進(jìn)降解的作用，又有抗降解的作用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：聚丙烯；碳納米管；力學(xué)性能；光穩(wěn)定性

4、</p><p>　　Abstract：Multi-wall carbon nanotubes (MW-CNTs) were melt compounded with polypropylene (PP) in order to assess their effect on the photo-oxidation behaviour of the resultant PP/MW-CNTs composites.

5、The mechanical properties of PP/MW-CNTs composites with various MW-CNTs were tested before and after photo-oxidation. Results showed that before photo-oxidation, the tensile strengths of the samples increased with the in

6、crease of MW-CNTs contents when the MW-CNTs contents were less than 1% wt, whilst t</p><p>　　Keywords: Polypropylene; Carbon nanotube; Mechanical properties; Photo-oxidation</p><p><b>　　目錄

7、</b></p><p><b>　　摘要III</b></p><p>　　Abstract...................................................................................................................................

8、..................V </p><p><b>　　1 緒 論5</b></p><p>　　1.1 聚丙烯材料5</p><p>　　1.1.1 聚丙烯生產(chǎn)工藝介紹5</p><p>　　1.1.2 聚丙烯的改性5</p><p>　　1.2 碳納米管的結(jié)構(gòu)

9、、性能及制備6</p><p>　　1.2.1 碳納米管結(jié)構(gòu)和性能6</p><p>　　1.2.2 碳納米管的制備6</p><p>　　1.3 聚丙烯/碳納米管復(fù)合材料7</p><p>　　1.4 碳納米管/聚合物復(fù)合材料的性能8</p><p>　　1.4.1 力學(xué)性能8</p>

10、<p>　　1.4.2 光學(xué)性能9</p><p>　　1.4.3 電性能9</p><p>　　1.4.4 助燃性與耐熱性9</p><p>　　1.5 碳納米管在聚丙烯復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀9</p><p>　　2 實(shí)驗(yàn)部分11</p><p>　　2.1 實(shí)驗(yàn)原料11</p>

11、<p>　　2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備11</p><p>　　2.3 試樣制備11</p><p>　　3 結(jié)果與分析12</p><p>　　3.1 材料的力學(xué)性能測(cè)試12</p><p>　　3.2 材料的光氧化行為研究12</p><p>　　3.3 材料的形貌分析15</p&

12、gt;<p>　　4 總結(jié)與展望17</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)18</b></p><p>　　致 謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　1.1 聚丙烯材料</p><p>　　聚丙烯(P

13、P)作為一種通用塑料，從1957年工業(yè)化以來(lái)得到了迅速的發(fā)展，是通用塑料中增長(zhǎng)最快的樹脂，其原料豐富、價(jià)格低廉，與其他通用塑料相比，具有較好的綜合性能，比如：相對(duì)密度小(0.89g/cm3-0.91g/cm3)，加工性能優(yōu)良，屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度度及彈性模量均較高，電絕緣性良好，其體積電阻率在1016 -1020Ω?cm的范圍內(nèi)，耐應(yīng)力龜裂及耐腐蝕性好等；其制品無(wú)毒無(wú)味、光澤性好，因而被廣泛應(yīng)用于汽車、電器、日用品及家具、包裝等各個(gè)領(lǐng)域。

14、但聚丙烯（PP）的低溫脆性、成型收縮率大燈缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，因此人們經(jīng)常采用無(wú)機(jī)填料對(duì)其進(jìn)行填充改性，通過(guò)制備高性能的復(fù)合材料以進(jìn)一步拓展聚丙烯的應(yīng)用領(lǐng)域[1-3]。</p><p>　　1.1.1 聚丙烯生產(chǎn)工藝介紹</p><p>　　聚丙烯工藝有多種，其中最有前途應(yīng)用最廣泛的是本體工藝和氣相工藝兩大類。本體工藝是液體丙烯單體發(fā)生聚合反應(yīng)，可用本體環(huán)管反應(yīng)器和攪拌釜反應(yīng)器來(lái)進(jìn)

15、行聚合反應(yīng)。氣相聚丙烯工藝是由氣相丙烯直接來(lái)聚合成固體聚丙烯產(chǎn)品，可用立式攪拌床、攪拌床和流化床。</p><p>　　1.1.2 聚丙烯的改性</p><p>　　通過(guò)對(duì)聚丙烯的改性來(lái)提高其某方面的性能，來(lái)滿足特殊情況的使用，或增強(qiáng)某些性能來(lái)獲得廣泛的應(yīng)用。目前聚丙烯的改性方法主要可以分為：接枝改性、填充改性、共混改性、交聯(lián)改性四種改性方法。</p><p>&l

16、t;b>　?。?）接枝改性</b></p><p>　　聚丙烯是非極性聚合物，通過(guò)接枝改性可賦予聚丙烯以極性，通過(guò)接枝反應(yīng)可以在聚丙烯主鏈的某些原子上接枝化學(xué)結(jié)構(gòu)與主鏈完全不同的聚合物鏈段，有助于提高聚丙烯的沖擊強(qiáng)度和低溫性能。聚丙烯樹脂中加人接枝單體，在引發(fā)劑的作用下，加熱熔融混煉而進(jìn)行接枝反應(yīng)。接枝反應(yīng)機(jī)理大致為：首先是引發(fā)劑在加熱時(shí)，分解生成活性游離基與接枝單體接觸，使接枝單體的不穩(wěn)定鏈打

17、開，生成聚丙烯游離基再進(jìn)行鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)[4]。</p><p>　　孫堯[5]等采用過(guò)氧化二異丙苯為引發(fā)劑，苯乙烯為助引發(fā)劑, 雙螺桿擠出機(jī)為反應(yīng)器，使甲基丙烯酸縮水甘油醋接枝到聚丙烯鏈上􀀁結(jié)果表明：該接枝反應(yīng)有效的改善了聚丙烯的熔體強(qiáng)度。</p><p><b>　?。?）填充改性</b></p><p>　　填充改性是指在聚

18、丙烯樹脂中加入一定兩的無(wú)機(jī)填料、有機(jī)填料等，可改善材料及制品的某些性能（如收縮率剛性、強(qiáng)度）。改性可以得到新材料，也可以使聚合物份額減少，節(jié)省了有機(jī)原料，降低了成本。填充料包括有機(jī)、無(wú)機(jī)化合物、礦物質(zhì)。</p><p><b>　?。?）共混改性</b></p><p>　　共混改性是指在改性過(guò)程中，加入兩種或兩種以上摻混物填入聚丙烯中，互相補(bǔ)充，生成兼具所有摻和物優(yōu)

19、點(diǎn)的改性產(chǎn)品，這個(gè)改性方法得到的產(chǎn)品具有較好的低溫性和硬度等性能。</p><p>　　張華等[6]對(duì)PP/PS共混纖維相容性進(jìn)行了研究，其最佳工藝條件：共混溫度在220℃左右，增溶劑PP-g-PS的用量10%，螺桿轉(zhuǎn)速300r/min。</p><p><b>　?。?）交聯(lián)改性</b></p><p>　　交聯(lián)改性是指聚丙烯通過(guò)引發(fā)劑和助交

20、劑及體系，紡織聚丙烯降解，先聚丙烯的可控交聯(lián)。教練后的材料力學(xué)性能可以大幅度提高。常用于聚丙烯的發(fā)泡成型。</p><p>　　裘翌昕[7]等，研究了官能團(tuán)化聚丙烯和丙烯酸改性Mg(OH)2/PP材料，用熔融指數(shù)研究了改性Mg(OH)2/PP的流動(dòng)性。研究顯示，隨著Mg(OH)2的加入及其含量的提高，聚丙烯的熔體流動(dòng)指數(shù)明顯降低。</p><p>　　1.2 碳納米管的結(jié)構(gòu)、性能及制備&

21、lt;/p><p>　　1.2.1 碳納米管結(jié)構(gòu)和性能</p><p>　　1911年，日本Iijima[8]用真空電弧蒸發(fā)石墨電極，并對(duì)產(chǎn)物作高分辨透射電鏡分析，發(fā)現(xiàn)了具有納米尺寸的碳的多層管狀物—碳納米管。碳納米管的發(fā)現(xiàn)是繼C60之后碳家族中出現(xiàn)的又一新成員，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、奇異的性能和潛在的應(yīng)用價(jià)值，引起了科學(xué)家極大的興趣。碳納米管是具有類似石墨結(jié)構(gòu)的六邊形網(wǎng)絡(luò)卷繞層的無(wú)縫、中空的管體。兩

22、端的“碳帽”由五邊形或七邊形網(wǎng)絡(luò)參與封閉，根據(jù)石墨片層數(shù)的不同，碳納米管分為多壁碳納米管(multi-carbon nanotubes，MWNTs)和單壁碳納米管(single-walled nanotubes, SWNTs)，結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。單壁碳納米管由單層石墨卷成柱狀無(wú)縫管而形成，是結(jié)構(gòu)完美的單分子材料。多壁碳納米管可看作由多個(gè)不同直徑的但壁碳納米管同軸套結(jié)構(gòu)而成[9-12]。 </p><p>　　圖

23、1.1 碳納米管的結(jié)構(gòu)示意</p><p>　　碳納米管由于其特有的結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出來(lái)特殊的物理性質(zhì)，是一種世人矚目的新型材料。例如，碳納米管可以用來(lái)制備納米電子器件[13]和一種極有潛力的儲(chǔ)氫材料[14, 15]，而且是力學(xué)性能最好的材料之一[16]，其強(qiáng)度比鋼高100倍，相對(duì)密度只有鋼的1/6，其超強(qiáng)的力學(xué)性能可以極大的改善聚合物復(fù)合材料的輕度和韌性，獨(dú)特的光學(xué)性能，聚合物/碳納米管復(fù)合材料在航天、光電子、紡織、

24、涂料、汽車等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。</p><p>　　1.2.2 碳納米管的制備</p><p>　　自從1991年碳納米管被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，其制備工藝得到了廣泛的研究，人們以發(fā)明了多種方法來(lái)制備碳納米管。現(xiàn)在，碳納米管的日產(chǎn)量已經(jīng)可以達(dá)到公斤級(jí)。主要有石墨電弧法、激光蒸發(fā)石墨法、有機(jī)氣體催化熱解法和低溫固態(tài)熱解法[17, 18]。</p><p><b>

25、　　（1）石墨電弧法</b></p><p>　　石墨電弧法又稱直流電弧法，是最早用于制備碳納米管的工藝方法，碳納米管正是在電弧法中被首次發(fā)現(xiàn)的。每次可制得克數(shù)量級(jí)的碳納米管，使其成為被廣泛應(yīng)用的方法。其主要鞏義市在真空容器中充滿一定壓力的惰性氣體或氫氣，以摻有催化劑（金屬、鈷、鐵等）的石墨為電極，在電弧放電的過(guò)程中，陽(yáng)極石墨被蒸發(fā)消耗，同時(shí)在陰極石墨上沉積產(chǎn)生碳納米管[19, 20]。電弧法具有簡(jiǎn)單

26、、快速的特點(diǎn)，而且制得的碳納米管較直、較細(xì)，但由于電弧溫度高，碳納米管容易燒成束，難于分離和提純。</p><p>　?。?）激光蒸發(fā)石墨法</p><p>　　激光蒸發(fā)石墨法是在惰性氣氛中利用激光的高能量蒸發(fā)含有金屬催化劑的石墨目標(biāo)，來(lái)獲得碳納米管。該方法得到的碳納米管結(jié)構(gòu)完整，缺陷比較少，適合生產(chǎn)單壁碳納米管，但成本高，產(chǎn)率低。</p><p>　?。?）化學(xué)氣

27、相沉積法</p><p>　　催化劑化學(xué)氣相沉淀法(CCVD)是一種成熟的生產(chǎn)工藝，被廣泛用來(lái)生產(chǎn)各種碳纖維和其他合成材料。催化裂解法是將含有碳源的氣體(如乙炔、乙烯等)流經(jīng)金屬催化劑(如鐵、鉆、鎳等)表面，分解產(chǎn)生碳納米管。該工藝可以在較低溫度下生產(chǎn)碳納米管，并且生產(chǎn)成本較低，是目前已知的最具商業(yè)開發(fā)價(jià)值和能夠大規(guī)模生產(chǎn)碳納米管的生產(chǎn)工藝。CCVD可用于固定床、移動(dòng)床及沸騰床三種方式進(jìn)行生產(chǎn)。其中，固定床的生產(chǎn)

28、設(shè)備相對(duì)較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝便于控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。移動(dòng)床和沸騰床生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜昂貴，生產(chǎn)工藝過(guò)程較難控制，但可連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)率較高。[21,22]</p><p><b>　?。?）固態(tài)熱解法</b></p><p>　　固態(tài)熱解法是采用常規(guī)固相熱解含碳亞穩(wěn)固體生長(zhǎng)碳納米管的新方法。首先制備出納米級(jí)亞穩(wěn)態(tài)非晶碳氮化硅粉，然后將此納米陶瓷中間體放在氮化硼坩堝中，在石墨電阻

29、爐中加熱分解，同時(shí)通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)性氣體。大約加熱lh后，納米中間體粉末開始熱解，碳原子向表面遷移。表層熱解產(chǎn)物中可獲得高比例的碳納米管和大量的高硅氮化硅粉末。低溫固態(tài)熱解法工藝的最大優(yōu)點(diǎn)在于有可能實(shí)現(xiàn)重復(fù)生產(chǎn)，從而有利于碳納米管的大規(guī)模生產(chǎn)。[23]</p><p>　　1.3 聚丙烯/碳納米管復(fù)合材料</p><p>　　聚丙烯改性分為化學(xué)改性和物理改性兩種方法?；瘜W(xué)改性主要是共聚、

30、接枝、交聯(lián)等，通過(guò)改變聚丙烯的分子結(jié)構(gòu)以達(dá)到改性的目的。物理改性主要是共混、增強(qiáng)、填充等，加入添加劑以賦予聚丙烯新的性能。對(duì)聚丙烯最為突出的改性目標(biāo)是改善其耐寒性、低溫脆性、耐氣候性及剛性不足、染色性差等。</p><p>　　碳納米管由于管徑小，表面能高，因此很容易發(fā)生團(tuán)聚，影響其在聚合物中的均勻分散，大大降低了碳納米管的增強(qiáng)效果，而且可能導(dǎo)致復(fù)合材料的性能劣化。人們把長(zhǎng)CNT切斷成較短的管狀，兵進(jìn)行表面功能化

31、，使其能良好地分散于有機(jī)溶劑中，在一定程度上解決了碳納米管的分散性問(wèn)題[24]。有人[25]發(fā)現(xiàn)，超高分子量聚乙烯摻雜少量碳納米管后，其電阻率明顯降低。為了提高CNT與聚合物界面間的粘接力，沈曾民等[26]采用爐流動(dòng)法催化裂解笨制備出的MWNTs，采用液相陽(yáng)極氧化法對(duì)其進(jìn)行表面處理，使碳納米管表面含氧量增加，增加了其表面含氧官能團(tuán)。</p><p>　　因?yàn)樘技{米管的優(yōu)良性能，研究人員通過(guò)各種方法以聚合物為基體，

32、碳納米管為增強(qiáng)材料，來(lái)制備出高性能材料，通過(guò)研究及碳納米管的特殊性，目前為止，制備聚合物/碳納米管復(fù)合材料的方法主要有四種，分別為：有機(jī)械混合、熔融共混、溶液共混、原位聚合等方法。</p><p><b>　　A、共混法</b></p><p>　　該方法是通過(guò)機(jī)械力方式或者通過(guò)溶液、乳液、熔融等形式直接將碳納米管與基體聚合物共混，并利用然納米管上的官能團(tuán)與有機(jī)相的親

33、和力達(dá)到有機(jī)物與無(wú)機(jī)物復(fù)合的目的。</p><p><b>　?。?）機(jī)械力混合</b></p><p>　　Dondero等[27]將PP小顆粒研磨成粉狀，先預(yù)冷卻5min，然后以10Hz的頻率研磨2-3min，在每個(gè)研磨周期樣品都有1min的間歇冷卻，再將PP和CNT預(yù)混合后投入到Hakka小型實(shí)驗(yàn)室雙螺桿擠出機(jī)以200℃，100r/min的條件加工10分鐘，然后

34、通過(guò)1.75mm的圓柱型口模將復(fù)合材料擠出。</p><p><b>　?。?）熔融共混</b></p><p>　　將PP和不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的MWNTs在190℃在共混10min，再在空氣中冷卻，制得了MWNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1%,3%和5%的PP/MWNTS復(fù)合材料[28]。共混法簡(jiǎn)單易行，對(duì)碳納米管體積分?jǐn)?shù)等便于控制，但是不易實(shí)現(xiàn)碳納米管在聚合物中的均勻分散，對(duì)碳納

35、米管進(jìn)行表面修飾可以改善其在復(fù)合材料中的分散性。</p><p>　　B、原位聚合法（在位分散法）</p><p>　　此法是先將碳納米管于聚合物單體均勻分散，再引發(fā)單體聚合從生成復(fù)合材料的過(guò)程，也有利于碳納米管的π鍵或其表面的官能團(tuán)參與聚合達(dá)到與有機(jī)相復(fù)合的目的。</p><p>　　賈志杰等[29]，將已內(nèi)酰胺、胺基乙酸一起放入反應(yīng)器，聚合一段時(shí)間后再加入碳納米

36、管，最后得到了較高強(qiáng)度和韌性的復(fù)合材料。Wiemann等[30],用茂金屬作為催化劑以原位聚合的方法制備了PP/CNT復(fù)合材料。</p><p>　　原位聚合法可以水相或油相為反應(yīng)介質(zhì)，于共混法相比，該法可以容易地實(shí)現(xiàn)碳納米管在復(fù)合材料中的均勻分散，而且聚合物一次聚合成型，不需要再次熱加工，避免了由此產(chǎn)生的降解。</p><p>　　1.4 碳納米管/聚合物復(fù)合材料的性能</p&g

37、t;<p>　　1.4.1 力學(xué)性能</p><p>　　碳納米管可以作為增強(qiáng)材料來(lái)改性聚丙烯的力學(xué)性能，制備出力學(xué)性能優(yōu)良的復(fù)合材料。</p><p>　　Kumar[31]等通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)和熔體噴絲機(jī)制備了PP/CNTs的PP復(fù)合纖維。通過(guò)力學(xué)測(cè)試，與純PP纖維相比，加入5wt%CNTs的PP復(fù)合纖維的拉升強(qiáng)度由490MPa上升到570MPa，拉伸模量由4.6GPa，各

38、項(xiàng)力學(xué)性能都得到很大的改善和提高。</p><p>　　沈曾民[32]等通過(guò)Brabender密煉共混制得丙烯腈—苯乙烯共聚物(ABS)/CNTs復(fù)合材料，在240℃下注射成型。通過(guò)對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的測(cè)試，可以發(fā)現(xiàn)隨著碳納米管含量的逐漸增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和楊氏模量逐漸增加。當(dāng)碳納米管在復(fù)合材料中的含量達(dá)到12wt%時(shí)，與純ABS樹脂相比，拉伸強(qiáng)度由45.00MPa提高到69.96MPa，楊氏模量由0.75

39、GPa提高到1.93GPa，分別提高了54.4%和157%。</p><p>　　現(xiàn)在許多研究者制備了碳納米管良好分散的復(fù)合材料，使聚合物在碳納米管的改性下，聚合物的性能得到了很大的提高，其中還有很多的問(wèn)題要解決。其中CNTs的分散和取向?qū)?fù)合材料力學(xué)性能提高的影響，以及CNTs與聚合物基體之間形成強(qiáng)的界面結(jié)合是研究的重點(diǎn)。</p><p>　　1.4.2 光學(xué)性能</p>

40、<p>　　碳納米管對(duì)聚合物基體的光學(xué)性能的提高，有研究人員將碳納米管與某些聚合物復(fù)合得到了良好的光學(xué)特性的復(fù)合物。</p><p>　　Ago[33]等研究了PPV/MWNTs復(fù)合材料的光學(xué)性能。他們發(fā)現(xiàn)，由于MWNTs的影響，復(fù)合材料的光致發(fā)光效應(yīng)有大幅度的降低，光致發(fā)光譜的振動(dòng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。光致發(fā)光效應(yīng)的降低可能是由PPV分子鏈接到MWVTs的能量傳遞，局部空穴傳遞以及MWNTs的散射和吸收引起

41、的。</p><p>　　Tang[34]等通過(guò)原位聚合制備了PPA/CNTs復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CNTs在復(fù)合材料中具有很強(qiáng)的光穩(wěn)定性。當(dāng)即光輻射度高達(dá)10j/cm2時(shí)，CNTs能有效地防止PPA的光降解，具有有效的光限幅性。</p><p><b>　　1.4.3 電性能</b></p><p>　　碳納米管主要是由碳原子組成，且具有纖

42、維狀結(jié)構(gòu)，如果均勻分散在聚合物材料中，便會(huì)在聚合物基體中形成導(dǎo)電通道。只需添加少量的，就會(huì)成為永久抗靜電型材料，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定量時(shí)，就會(huì)成為導(dǎo)電材料[35]。</p><p>　　王起才[36]等研究了丙烯酸酯/CNTs復(fù)合材料電性能，表明：在室溫條件下，丙烯酸酯/CNTs復(fù)合材料電阻率隨CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而減小，并存在電阻率迅速下降。當(dāng)CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于3.0%時(shí)，隨著CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加電阻率急劇減小，當(dāng)

43、CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3.0%時(shí)，隨著CNTs含量的增加電阻率幾乎不變。</p><p>　　1.4.4 助燃性與耐熱性</p><p>　　Seo等[37]研究了PP/MWNTs復(fù)合材料的非等溫降解動(dòng)力學(xué)，他們發(fā)現(xiàn)PP/MWNTs復(fù)合材料與純PP相比具有更低的降解峰值溫度和更窄的降解溫度區(qū)別，降解后的殘留量卻高于純PP的。 Kashiwagi等[38]法相熔融共混法制備的PP/MWNTs復(fù)

44、合材料助燃性能和熱穩(wěn)定性比純PP明顯提高。熱分解峰值從純PP的300℃左右升高到含量分?jǐn)?shù)2%MWNTs復(fù)合材料375℃左右。</p><p>　　1.5 碳納米管在聚丙烯復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　首次報(bào)道碳納米管/聚合物復(fù)合材后，這已成為世界科學(xué)研究的熱點(diǎn)。通過(guò)碳納米管與聚合物的復(fù)合，可以有效的改性聚合物的性能。碳納米管/聚合物復(fù)合材料在信息材料、醫(yī)用材料、催化劑、高性能結(jié)

45、構(gòu)材料、多功能材料等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。</p><p>　　由于碳納米管的優(yōu)異的力學(xué)性能，它是理想的聚合物復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。增強(qiáng)力學(xué)性能、電學(xué)性能、結(jié)晶性能、阻燃與耐熱等性能。作為五大通用塑料之一的聚丙烯由于其均勻的物理和力學(xué)性能以及生產(chǎn)成本地等有點(diǎn)，迄今為止已廣泛的應(yīng)用于材料的各個(gè)領(lǐng)域中。而碳納米管作為增強(qiáng)填料來(lái)改性聚丙烯的缺點(diǎn)，如聚丙烯的低溫脆性成型收縮率大等缺點(diǎn)。</p><p&

46、gt;　　夏和生等人[39]采用了研磨制備了PP/CNTs母料，然后用雙滾機(jī)在160℃制備了PP/CNTs納米復(fù)合材料，研究發(fā)現(xiàn)了當(dāng)加入碳納米管后聚丙烯的結(jié)晶速度和結(jié)晶溫度都有所提高，楊氏模量和屈服強(qiáng)度得到了提高。經(jīng)過(guò)對(duì)研磨的PP/CNTs，碳納米管與聚丙烯的界面相互作用和碳納米管的的分散得到了較好的改善。</p><p>　　塑料在人們的生活中日益增多，如今，許多塑料制品代替了原來(lái)的金屬日用品。這就要制備出些增

47、強(qiáng)塑料。塑料制品易產(chǎn)生靜電，可能會(huì)帶來(lái)不利的后果，為此需要研制防靜電增強(qiáng)材料。某公司已經(jīng)研究了用碳納米管制備導(dǎo)電納米復(fù)合材料。目前PP品種很多，在汽車、家電行業(yè)有著很大的發(fā)展?jié)摿Α?lt;/p><p><b>　　2 實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p><b>　　2.1 實(shí)驗(yàn)原料</b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)的原料主

48、要包括：PP（燕山石化）、CNTs（實(shí)驗(yàn)室自制）等，各原料牌號(hào)及主要性能指標(biāo)見表1。</p><p><b>　　2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備</b></p><p>　　擠出機(jī)為南京Giant公司生產(chǎn)的同向雙螺桿（SHJ－20）擠出機(jī)，注塑機(jī)由美國(guó)熱電公司生產(chǎn)(Thermo Electron Corpration)；自制的紫外可見燈箱； Nicolet 5700型紅外光譜；電

49、子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)；Perkin-Elmer差示掃描量熱分析儀；蔡康XP-400型偏光顯微鏡。</p><p>　　2.3 試樣的制備</p><p>　　PP/CNTs二元體系：將PP與CNTs按比例混合，在雙螺桿上熔融共混造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為120 rpm。（多壁碳納米管的添加量分別為0.1，0.2，0.5，1 and 2% wt./wt）</p><p>　　經(jīng)雙螺桿

50、熔融共混的共混物，由注塑機(jī)注入模具型腔中，注塑成型，樣條的厚度約為1.5 mm。</p><p><b>　　3 結(jié)果與分析</b></p><p>　　3.1 材料的力學(xué)性能測(cè)試</p><p>　　表3.1 制備材料的主要力學(xué)性能參數(shù)</p><p>　　我們測(cè)定了未經(jīng)紫外光照射的純PP和PP/MW-CNTs復(fù)合

51、材料的力學(xué)性能參數(shù)，碳納米管添加到純PP中，改變了純PP的力學(xué)性能參數(shù)。表3.1中列出了未經(jīng)紫外光照射的純PP和PP/ MW-CNTs復(fù)合材料的主要力學(xué)性能參數(shù)。伴隨著MW-CNTs濃度的增加，彈性模量增加而斷裂伸長(zhǎng)率逐漸減小。MW-CNTs的添加量達(dá)到最大時(shí)的斷裂伸長(zhǎng)率約為純PP的1/3，而拉伸強(qiáng)度的減小僅為純PP的1.5倍。添加碳納米管后彈性模量的增加可能是由于碳納米管加入引起了基體增強(qiáng)效應(yīng)，斷裂伸長(zhǎng)率的減小是由于碳納米管在純PP基

52、體中的不均勻分散和團(tuán)聚造成的。</p><p>　　3.2 材料的光氧化行為研究</p><p>　　圖3.1 無(wú)因次拉伸強(qiáng)度隨光氧化時(shí)間的變化曲線</p><p>　　圖3.2 無(wú)因次斷裂伸長(zhǎng)率隨光氧化時(shí)間的變化曲線</p><p>　　為了研究材料的光氧化行為，在不同的光氧化時(shí)間條件下，測(cè)定材料的力學(xué)性能。圖3.1和圖3.2中顯示了無(wú)因

53、次轉(zhuǎn)換的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率隨光氧化時(shí)間的變化曲線。當(dāng)光氧化時(shí)間在150h以下時(shí)，力學(xué)性能參數(shù)和純PP相比沒(méi)有多大變化，但是當(dāng)光氧化時(shí)間超過(guò)150h，力學(xué)性能參數(shù)開始有顯著變化。</p><p>　　從圖3.1中可以看出，無(wú)因次拉伸強(qiáng)度隨著光氧化時(shí)間的增長(zhǎng)而下降。當(dāng)碳納米管的添加量小于1wt%，PP/MW-CNTs復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度下降的趨勢(shì)較純PP明顯，但是當(dāng)碳納米管的添加量大于1wt%時(shí)，PP/MW-CNTs

54、復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度高于純PP的。圖3.2中斷裂伸長(zhǎng)率隨光照時(shí)間的增長(zhǎng)的變化趨勢(shì)和無(wú)因次拉伸強(qiáng)度隨著光氧化時(shí)間的增長(zhǎng)的變化趨勢(shì)一致。由此可以看出，斷裂伸長(zhǎng)率也是影響材料力學(xué)性能的重要參數(shù)。</p><p>　　圖3.3 羰基數(shù)隨光氧化時(shí)間的變化曲線</p><p>　　由于紫外輻照，聚丙烯分子鏈被打斷，生成自由基，空氣氣氛下，氧會(huì)跟自由基反應(yīng)，相應(yīng)的生成羰基、羥基（更多的檢測(cè)羰基），所以可以

55、根據(jù)這些含氧基團(tuán)來(lái)判斷降解程度。</p><p>　　圖3.3反應(yīng)了羰基數(shù)隨光氧化時(shí)間的變化，當(dāng)光照時(shí)間小于200h時(shí)，光氧化過(guò)程還沒(méi)有開始發(fā)生，所有樣品中羰基的形成數(shù)是接近的。有趣的是，隨著光照時(shí)間的增長(zhǎng)，當(dāng)碳納米管的添加量分別為0.1wt%，0.2wt％， 0.5 wt％時(shí)羰基數(shù)增多，其增大趨勢(shì)小于純PP；而當(dāng)碳納米管的添加量為1wt%， 2wt％時(shí)羰基數(shù)小于純PP。這是因?yàn)镃NT同時(shí)具有促進(jìn)降解和抗降解的雙

56、重作用。發(fā)現(xiàn)當(dāng)CNT含量較低的時(shí)候，CNT有促進(jìn)降解的作用，當(dāng)CNT含量較高，CNT有抗降解的作用。由于CNT有濾波效應(yīng)（或者說(shuō)吸收紫外），以及抗氧化的作用，所以抗降解。但是CNT又可能引起附近的基體局部過(guò)熱，從而導(dǎo)致降解。</p><p>　　圖3.4 羥基數(shù)隨光氧化時(shí)間的變化曲線</p><p>　　圖3.4是羥基數(shù)隨光照時(shí)間的變化曲線，羥基數(shù)和羰基數(shù)表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)。發(fā)現(xiàn)當(dāng)CNT

57、含量較低（0.1wt%，0.2wt％， 0.5wt％）的時(shí)候，CNT有促進(jìn)降解的作用，當(dāng)CNT含量較高（1wt%和2wt％），CNT有抗降解的作用。</p><p>　　圖3.5中我們可以看出，當(dāng)碳納米管添加量為0.5 wt%時(shí)，CNT促進(jìn)PP的降解的作用最大。測(cè)試結(jié)果同樣表明：當(dāng)CNT含量較低（0.1wt%，0.2wt％， 0.5wt％）的時(shí)候，CNT有促進(jìn)降解的作用，當(dāng)CNT含量較高（1wt%和2wt％），C

58、NT有抗降解的作用。</p><p>　　圖3.5 最長(zhǎng)光氧化時(shí)間下羰基數(shù)、羥基數(shù)隨多壁碳納米管添加量的變化</p><p>　　3.3 材料的形貌分析</p><p>　　圖3.6為不同碳納米管添加量下的光學(xué)顯微鏡圖像。從圖中可以看出，隨著碳納米管加入量的增多，其分散性變差，團(tuán)聚越來(lái)越嚴(yán)重。當(dāng)碳納米管的添加量<0.5wt％，碳納米管在PP基體中的分散性較好

59、，當(dāng)碳納米管的添加量>0.5wt％時(shí)，團(tuán)聚現(xiàn)象增大，此時(shí)，碳納米管的濾波效應(yīng)（即對(duì)吸收紫外光的吸收效應(yīng)）增強(qiáng)。其結(jié)論也驗(yàn)證了當(dāng)CNT含量較低（0.1wt%，0.2wt％， 0.5wt％）的時(shí)候，CNT有促進(jìn)降解的作用，當(dāng)CNT含量較高（1wt%和2wt％），CNT有抗降解的作用。</p><p>　　3.4 材料的熱學(xué)性能</p><p>　　表3.2列出了光照前后純PP和PP/C

60、NT復(fù)合材料的熱力學(xué)參數(shù)的變化。CNT的加入沒(méi)有改變PP的結(jié)晶溫度。</p><p>　　表3.2 熱力學(xué)參數(shù)的變化</p><p>　　圖3.6 不同碳納米管添加量下的光學(xué)顯微鏡圖像</p><p><b>　　4 總結(jié)與展望</b></p><p>　　對(duì)比研究了純PP和PP/CNT復(fù)合材料的光降解行為。當(dāng)碳納米管

61、的添加量較少，分別為0.1wt%，0.2 wt%和0.5% wt時(shí)，PP/CNT的光降解趨勢(shì)是一樣的；其光降解能力強(qiáng)于碳納米管添加量較多時(shí)的情況。當(dāng)CNT含量較低（0.1wt%，0.2wt％， 0.5wt％）的時(shí)候，CNT有促進(jìn)降解的作用，當(dāng)CNT含量較高（1wt%和2wt％），CNT有抗降解的作用。</p><p>　　碳納米管具有優(yōu)異的力、熱、光、電等性能，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，得到廣泛的關(guān)注。而聚丙烯作為通用

62、塑料，具有物理性能優(yōu)異、成型加工容易、密度小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于化工、電器、汽車、包裝等行業(yè)。聚丙烯因其物美價(jià)廉，在塑料工業(yè)中占據(jù)著越來(lái)越重要的位置。但是由于聚丙烯很多性能都較差，這就限制了聚丙烯的進(jìn)一步應(yīng)用，為了拓寬其應(yīng)用范圍，對(duì)聚丙烯的改性一直是塑料工業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容之一。利用碳納米管來(lái)改性聚丙烯塑料，是一種新的嘗試。利用碳納米管的優(yōu)異的綜合性能，將可能實(shí)現(xiàn)其工程化和功能化，得到一種全新的高性能納米塑料。</p><

63、;p>　　目前為止，碳納米管作為增強(qiáng)相制備復(fù)合材料的研究雖然取得了很大的成功，但還是處于實(shí)驗(yàn)室階段，還不能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，還有許多問(wèn)題有待研究和解決。如碳納米管在聚合物中有效的分散，碳納米管復(fù)合材料工業(yè)化的制備技術(shù)，增強(qiáng)機(jī)制和界面相互作用機(jī)理等還需要在理論和實(shí)踐上做大量的研究工作。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李文春, 沈

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87、ci, 2004, 93(1): 378 -386.</p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　聚丙烯/碳納米管復(fù)合材料的光穩(wěn)定性研究</p><p><b>　　一、前言部分</b></p><p>　　聚丙烯（PP）作為一種通用塑料，從1957年工業(yè)化以來(lái)得到了迅速發(fā)展，

88、是通用塑料中增長(zhǎng)最快的樹脂，其原料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉，與其他通用塑料相比，具有較好的綜合性能，比如：相對(duì)密度?。?.89g/cm3-0.91g/cm3），加工性能優(yōu)良，屈服強(qiáng)度、拉伸輕度及彈性模量均較高，電絕緣性良好，其體積電阻率在1016-1020Ω?cm的范圍內(nèi)，耐應(yīng)力龜裂及耐腐蝕性好等；其制品無(wú)毒無(wú)味、光澤性好，因而被廣泛應(yīng)用于汽車、電器、日用品及家具、包裝等各個(gè)領(lǐng)域。但聚丙烯（PP）的低溫脆性、成型收縮率大燈缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用范圍

89、的擴(kuò)大，因此人們經(jīng)常采用無(wú)機(jī)填料對(duì)其進(jìn)行填充改性，通過(guò)制備高性能的復(fù)合材料以進(jìn)一步拓展聚丙烯的應(yīng)用領(lǐng)域[1-3]。</p><p>　　聚丙烯改性分為化學(xué)改性和物理改性兩種方法。化學(xué)改性主要是共聚、接枝、交聯(lián)等，通過(guò)改變聚丙烯的分子結(jié)構(gòu)以達(dá)到改性的目的。物理改性主要是共混、增強(qiáng)、填充等，加入添加劑以賦予聚丙烯新的性能。對(duì)聚丙烯最為突出的改性目標(biāo)是改善其耐寒性、低溫脆性、耐氣候性及剛性不足、染色性差等。</p

90、><p>　　納米技術(shù)是21世紀(jì)富有挑戰(zhàn)性、富有活力的新科技。它的迅猛發(fā)展對(duì)21世紀(jì)的社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)有了很大的影響，使得幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生一場(chǎng)革命性的變化、納米材料是納米科技領(lǐng)域重要的組成部分，聚合物納米復(fù)合材料由于高分子基體易加工，耐腐蝕等優(yōu)異性能及能抑制納米單元的氧化和團(tuán)聚，使得體系具有較長(zhǎng)穩(wěn)定性。</p><p>　　碳納米管（CNT）是1991年日本NEC公司的科學(xué)家Iijima[

91、4]發(fā)現(xiàn)的一種新型碳結(jié)構(gòu)，是C60之后碳家族中出現(xiàn)的新一成員，它是由碳原子形成的石墨烯片層卷成的無(wú)縫、中空的管體。萬(wàn)梅香等人[5]也通過(guò)在碳納米管上進(jìn)行原位聚合反應(yīng)，得到了聚吡咯(PPy)包裹的碳納米管，并進(jìn)行了電、磁、熱學(xué)性質(zhì)的研究。碳納米管和金剛石相似。處于亞穩(wěn)態(tài)，也就是熱力學(xué)不穩(wěn)定而動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的狀態(tài)。碳納米管中美格碳原子和相鄰的三個(gè)碳原子相連，形成六角型立體結(jié)構(gòu)，因此碳納米管中的碳原子以sp2雜化為主，混有sp3雜化所構(gòu)筑的理想結(jié)

92、構(gòu)。具有石墨的優(yōu)良本征特性，如耐熱、耐腐蝕、耐熱沖擊、傳熱和導(dǎo)電性好等一系列綜合性能。</p><p>　　碳納米管在真空中的熱穩(wěn)定性可以高達(dá)2400℃，導(dǎo)熱性是金剛石的兩倍；電流攜帶能力是銅導(dǎo)線的1000倍[6]。CNT具有奇特的電學(xué)性能，兵和其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，其電學(xué)性能最為特別的有五點(diǎn)[7]：碳管的能隙隨螺旋結(jié)構(gòu)或直徑變化；電子在管中形成無(wú)散射的彈道輸運(yùn)；電阻振幅隨磁場(chǎng)變化的AB效應(yīng)；低溫下具有庫(kù)侖阻塞效應(yīng)和吸

93、附氣體對(duì)能帶結(jié)構(gòu)的影響。</p><p>　　碳納米管極高的強(qiáng)度、韌性、彈模量及其納米尺寸和極大的長(zhǎng)徑比，使其有望成為復(fù)合材料理想的增強(qiáng)體。同時(shí)，其優(yōu)良的電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，也可能使復(fù)合材料多功能化。碳納米管對(duì)聚丙烯進(jìn)行改性，可能提高其性能進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。</p><p>　　二、聚丙烯/碳納米管復(fù)合材料的制備</p><p>　　碳納米管由

94、于管徑小，表面能高，因此很容易發(fā)生團(tuán)聚，影響其在聚合物中的均勻分散，大大降低了碳納米管的增強(qiáng)效果。而且可能導(dǎo)致復(fù)合材料的性能劣化。人們把長(zhǎng)CNT切斷成較短的管狀，兵進(jìn)行表面功能化，使其能良好地分散于有機(jī)溶劑中，在一定程度上解決了其分散性問(wèn)題[8]。有人[9]發(fā)現(xiàn)，超高分子量聚乙烯摻雜少量碳納米管后，其電阻率明顯降低。為了提高CNT與聚合物界面間的粘接力，沈曾民等[10]采用爐流動(dòng)法催化裂解笨制備出的MWNTs，采用液相陽(yáng)極氧化法對(duì)其進(jìn)行

95、表面處理，使碳納米管表面含氧量增加，增加了其表面含氧官能團(tuán)。</p><p>　　制備聚丙烯/碳納米管復(fù)合材料的方法有機(jī)械混合、熔融共混、溶液共混、原位聚合和溶膠-凝膠法等。</p><p><b>　　共混法</b></p><p>　　該方法是通過(guò)機(jī)械力方式或者通過(guò)溶液、乳液、熔融等形式直接將碳納米管與基體聚合物共混，并利用然納米管上的官能

96、團(tuán)與有機(jī)相的親和力達(dá)到有機(jī)物與無(wú)機(jī)物復(fù)合的目的。</p><p>　　2.1.1 機(jī)械力混合</p><p>　　Dondero等[11]將PP小顆粒研磨成粉狀，先預(yù)冷卻5min，然后以10Hz的頻率研磨2-3min，在每個(gè)研磨周期樣品都有1min的間歇冷卻，再將PP和CNT預(yù)混合后投入到Hakka小型實(shí)驗(yàn)室雙螺桿擠出機(jī)以200℃，100r/min的條件加工10分鐘，然后通過(guò)1.75mm

97、的圓柱型口模將復(fù)合材料擠出。</p><p>　　2.2.2 熔融共混</p><p>　　將PP和不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的MWNTs在190℃在共混10min，再在空氣中冷卻，制得了MWNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1%，3%和5%的PP/MWNTS復(fù)合材料[12]。共混法簡(jiǎn)單易行，對(duì)碳納米管體積分?jǐn)?shù)等便于控制，但是不易實(shí)現(xiàn)碳納米管在聚合物中的均勻分散，對(duì)碳納米管進(jìn)行表面修飾可以改善其在復(fù)合材料中的分散性

98、。</p><p>　　2.2 原位聚合法（在位分散法）</p><p>　　此法是先將碳納米管于聚合物單體均勻分散，再引發(fā)單體聚合從生成復(fù)合材料的過(guò)程，也有利于碳納米管的π鍵或其表面的官能團(tuán)參與聚合達(dá)到與有機(jī)相復(fù)合的目的。</p><p>　　賈志杰等[13]，將已內(nèi)酰胺、胺基乙酸一起放入反應(yīng)器，聚合一段時(shí)間后再加入碳納米管，最后得到了較高強(qiáng)度和韌性的復(fù)合材料。

99、Wiemann等[14]，用茂金屬作為催化劑以原位聚合的方法制備了PP/CNT復(fù)合材料。</p><p>　　原位聚合法可以水相或油相為反應(yīng)介質(zhì)，于共混法相比，該法可以容易地實(shí)現(xiàn)碳納米管在復(fù)合材料中的均勻分散，而且聚合物一次聚合成型，不需要再次熱加工，避免了由此產(chǎn)生的降解。</p><p>　　2.3 溶膠-凝膠法</p><p>　　這種方法早期用來(lái)制備還有無(wú)機(jī)

100、納米顆粒的納米聚合物復(fù)合材料，該方法有幾種情況[15]：(1)將前驅(qū)物溶解在事先制備好的聚合物溶液中，是前驅(qū)物經(jīng)催化水解形成半互穿網(wǎng)絡(luò)；（2）將前驅(qū)物和單體溶解，讓水解和單體聚合同時(shí)發(fā)生，該法可以使一些完全不溶的聚合物均與嵌入無(wú)機(jī)網(wǎng)絡(luò)紅；（3）在聚合物或單體中引入能與無(wú)機(jī)組分形成化學(xué)鍵的基團(tuán)，增加有機(jī)與無(wú)機(jī)組分之間的相互作用。</p><p>　　溶膠-凝膠法的優(yōu)點(diǎn)是條件溫和，兩相分散均勻，能摻雜大量的有機(jī)物活無(wú)

101、機(jī)物，并控制組分的比例；以加工成型，可以制備高純度和均勻度的復(fù)合材料。因?yàn)樵谀z干燥的過(guò)程中，其溶劑、小分子、誰(shuí)的揮發(fā)可能導(dǎo)致收縮脆裂。迄今為止，這種方法在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于制備碳納米管聚合物方面還沒(méi)有成熟的技術(shù)。</p><p>　　三、聚丙烯/碳納米管復(fù)合材料表征</p><p>　　為了觀察碳納米管的加入對(duì)PP結(jié)晶性能的影響和材料的性能，對(duì)其進(jìn)行表征以確定組成、結(jié)構(gòu)、形貌、完整度等，來(lái)了解

102、其性能產(chǎn)生的機(jī)理。利用合適的儀器對(duì)其進(jìn)行特性檢測(cè)，目前對(duì)其表征的主要手段（儀器）有：光學(xué)顯微鏡、紅外光譜、掃描和透射電鏡、DSC等。</p><p>　　3.1 光學(xué)顯微鏡觀察</p><p>　　為了觀察碳納米管的加入對(duì)PP結(jié)晶性能的影響，將復(fù)合材料置于載玻片上加熱熔化，用另一個(gè)載玻片蓋到其上，適當(dāng)施壓，自然后冷卻成膜，用光學(xué)顯微鏡觀察其形貌并拍照。</p><p&

103、gt;<b>　　3.2 紅外光譜</b></p><p>　　用紅外光譜儀記錄各個(gè)樣品的紅外光譜圖。</p><p>　　3.3 掃描和透射電鏡觀察</p><p>　　液氮中冷凍斷裂PP/CNT復(fù)合材料樣條，斷裂表面噴金后，用掃描電鏡（SEM）觀察。</p><p>　　3.4 差示掃描熱分析（DSC）<

104、/p><p>　　用差示掃描量熱儀，氮?dú)狻Ｋ袠悠肪郎刂?20℃，恒溫3min。冷卻至室溫。以10℃/min的升溫速率掃描至220℃，恒溫3min，再以10℃/min的降溫速率研究PP/CNT共混物的熱行為。</p><p>　　3.5 力學(xué)性能的測(cè)試</p><p>　　室溫下用拉力機(jī)在1mm/min的拉伸速率下，測(cè)定PP/CNT復(fù)合材料的拉伸力學(xué)性能。</

105、p><p>　　3.6 電學(xué)性能的測(cè)試</p><p>　　室溫下用高阻計(jì)PP/CNT復(fù)合材料的表面電阻率。</p><p>　　四、聚丙烯/納米復(fù)合材料總結(jié)</p><p>　　由于CNT獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的的力學(xué)性能和光電性能而成為聚合物納米復(fù)合材料的理想添加劑，是近幾年發(fā)展起來(lái)的世界科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一，聚合物/碳納米管復(fù)合材料在材料領(lǐng)域具有

106、很好的應(yīng)用前景，目前聚合物/碳納米管復(fù)合材料的研究已經(jīng)有了突破性的進(jìn)展，但是還有許多理論和實(shí)際問(wèn)題有待進(jìn)一步解決和完善，在復(fù)合材料的制備及實(shí)際工業(yè)應(yīng)用方面仍需進(jìn)一步拓展和深入研究。</p><p>　　聚合物來(lái)源廣，價(jià)格低廉，切且具有多種良好性能，因而在生活中各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)聚合物材料的性能的要求日益提高。碳納米管具有優(yōu)異的力學(xué)性能、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性、良好的電性能及微波吸收

107、等特效，并具有獨(dú)特的一維納米結(jié)構(gòu)所特有的納米特效，使其成為復(fù)合材料理想的增強(qiáng)體，并有許多新的功能，擁有更廣闊的發(fā)展前景。</p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李文春, 沈烈, 孫晉,等. 多壁碳納米管/聚乙烯復(fù)合材料的制備及導(dǎo)電行為[J]. 應(yīng)用化學(xué), 2006, 23(1): 64-67.</p><p&g