【摘要】：聚合物/碳納米管復(fù)合材料具有獨特的一維納米管分散微結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出比純聚合物更好的力學(xué)性能、電學(xué)性能和熱學(xué)性能等,在諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,碳納米管在聚合物中的分散和復(fù)合方法研究仍處于不成熟階段,諸多相關(guān)問題有待解決,導(dǎo)致碳納米管/聚合物復(fù)合材料的工業(yè)化生產(chǎn)遇到瓶頸。本課題針對碳納米管/聚合物復(fù)合材料中的分散和性能等問題,以碳納米管在聚合物中的分散及其聚合物復(fù)合材料的性能作為主要研究對象,制備了聚苯乙烯/碳納米管復(fù)合材料和聚丙烯/碳納米管復(fù)合材料,并分析表征了所制備材料的結(jié)構(gòu)與性能。首先,采用了溶液法和熔融法兩種共混方法,進行了聚苯乙烯/碳納米管復(fù)合材料的制備方法、微觀結(jié)構(gòu)表征以及力學(xué)性能等方面的研究,利用電鏡分析、接觸角、沖擊強度、電導(dǎo)率等對復(fù)合材料試驗進行了表征。結(jié)果表明碳納米管在低含量2%和4%時能在復(fù)合材料中較好分散,高含量時則團聚現(xiàn)象明顯,反而影響材料力學(xué)性能;沖擊強度表征顯示碳納米管能改善復(fù)合材料的韌性,復(fù)合材料的沖擊強度隨碳納米管含量增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢,4%聚苯乙烯/碳納米管復(fù)合材料的沖擊強度相比于純聚苯乙烯上升了27.9%;電導(dǎo)率表征顯示復(fù)合材料的導(dǎo)電性隨碳納米管含量的提高不斷增強,當(dāng)碳納米管含量為10%時,復(fù)合材料的電導(dǎo)率可達10~(-4)~10~(-3)S/cm;接觸角測試顯示隨著碳納米管在復(fù)合材料中含量的增加,復(fù)合材料界面的接觸角增大,材料的親水性能變?nèi)酢Ｆ浯?將碳納米管進行了堿化處理、羥基化改性、氧化處理、酯化改性、酸化改性等化學(xué)改性,表征了改性前后碳納米管的性能和分散情況,紅外光譜和XRD譜圖顯示碳納米管的結(jié)構(gòu)得到改善,碳納米管特征峰增強,自由沉降實驗表明碳納米管改性后在四氯化碳和二氯甲烷中的分散性得到提高。最后,選取了具有應(yīng)用前景的熔融密煉法,制備了聚丙烯/碳納米管復(fù)合材料,結(jié)果表明碳納米管增韌聚丙烯可以使復(fù)合材料的彎曲強度從46.6 MPa提高到72.7 MPa,DSC和TG測試表明碳納米管加入材料的熱穩(wěn)定性能得到提高,哈克旋轉(zhuǎn)流變儀測試表明碳納米管加入后熔體的儲能模量G’,損耗模量G’’和粘度η*都增加,材料流變性能變差。碳納米管經(jīng)過雙氧水改性后,再與聚丙烯復(fù)合可以改善復(fù)合材料的流變性能。
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB332;TQ340.64
【圖文】：

圖 1.1 電弧法工藝裝置Figure 1.1Arc process equipment體熱解法沉積法[19]，也稱為烴氣體熱解，是用于制備碳納米管的常用方法有一定歷史，也是一種使用頻率比較高的方法。碳氫氣體熱解主

圖 2.1 熔融法制備聚苯乙烯/碳納米管材料示意圖ematic Diagram of Polystyrene/Carbon Nanotubes Material Prepared by表征流動速率表征

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 周坤豪;胡小芳;;碳納米管填充聚合物基電磁屏蔽復(fù)合材料的研究進展[J];化工進展;2012年06期

2 羅成;徐軍;郭寶華;;碳納米管填充聚合物基復(fù)合體系的電磁屏蔽性能[J];塑料;2010年06期

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本文編號：2733854