安全、節(jié)能、環(huán)保已是汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),而對(duì)目前普遍采用的金屬車(chē)體進(jìn)行輕量化是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的重要途徑。使用環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料對(duì)其進(jìn)行取代或部分取代是目前實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化最有效的技術(shù)方案之一。納米碳材料(碳納米管、納米金剛石、石墨烯等)以其極低的密度和極卓越的力學(xué)性能,成為環(huán)氧樹(shù)脂一種最有應(yīng)用前景的強(qiáng)化填料。然而,一直以來(lái),納米碳材料在環(huán)氧樹(shù)脂中較差的分散以及與環(huán)氧樹(shù)脂之間所缺乏的有效聯(lián)系,限制了其強(qiáng)化潛力的發(fā)揮。目前報(bào)道的解決方案以對(duì)納米碳材料進(jìn)行表面氧官能化或繼而氮官能化為主,官能化過(guò)程中不可避免或較嚴(yán)重污染環(huán)境、或較復(fù)雜操作、或較小規(guī)模限制、或較高生產(chǎn)成本,極大限制了其工業(yè)化應(yīng)用的前景。為促進(jìn)車(chē)體用高性能納米碳/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,本論文從產(chǎn)業(yè)化角度出發(fā),對(duì)幾種常見(jiàn)納米碳材料進(jìn)行了高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的修飾或摻雜,并從車(chē)體材料所關(guān)心的主要性能指標(biāo)考察了其對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的強(qiáng)化效果,同時(shí)深入研究了修飾和強(qiáng)化的機(jī)理。最后,從安全性角度出發(fā),本文用納米碳材料配合阻燃劑對(duì)構(gòu)建阻燃增強(qiáng)型環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料進(jìn)行了初步的探索。具體內(nèi)容包括:(1)開(kāi)發(fā)了一種優(yōu)化的H2O2/H2O/O3氧化法。用該方...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 論文工作的立意
        1.1.1 我國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展背景
        1.1.2 汽車(chē)車(chē)體輕量化的意義
        1.1.3 車(chē)體材料輕量化的瓶頸與論文工作的目標(biāo)
    1.2 車(chē)體用環(huán)氧樹(shù)脂概述
        1.2.1 環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.2.2 環(huán)氧樹(shù)脂固化物的物理化學(xué)性質(zhì)
        1.2.3 環(huán)氧樹(shù)脂固化物用于新能源汽車(chē)車(chē)體的優(yōu)勢(shì)及不足
    1.3 車(chē)體用納米碳/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的研究進(jìn)展
        1.3.1 納米碳材料概述
        1.3.2 納米碳材料強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂的力學(xué)性能
        1.3.3 納米碳材料提高環(huán)氧樹(shù)脂的火災(zāi)安全性
        1.3.4 影響納米碳材料強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂潛力發(fā)揮的因素及現(xiàn)行解決方案
        1.3.5 車(chē)體用高性能納米碳/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的工業(yè)化制備挑戰(zhàn)
    1.4 本論文的研究思路和主要內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑及材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 物理化學(xué)性質(zhì)表征
        2.2.1 X射線光電子能譜(XPS)
        2.2.2 X射線粉末衍射(XRD)
        2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.4 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.5 拉曼光譜(Raman)
        2.2.6 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)
        2.2.7 氮?dú)馕锢砦?N₂ physisorption)
        2.2.8 流變行為
        2.2.9 差示掃描量熱儀(DSC)
    2.3 復(fù)合材料的機(jī)械性能表征
        2.3.1 復(fù)合材料的拉伸性能
        2.3.2 復(fù)合材料的沖擊性能
        2.3.3 復(fù)合材料的斷裂韌性
        2.3.4 復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)分析(DMA)
        2.3.5 復(fù)合材料的硬度
    2.4 復(fù)合材料的火災(zāi)安全性能表征
        2.4.1 復(fù)合材料的極限氧指數(shù)(L0I)測(cè)試
        2.4.2 復(fù)合材料的垂直燃燒測(cè)試
        2.4.3 復(fù)合材料的燃燒行為測(cè)試(錐形量熱儀)
第3章 H₂O₂/H₂O/O₃氧化的碳納米管及其在強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 濃硝酸氧化碳納米管(oCNT-1)
        3.2.2 H₂O/O₃氧化碳納米管(oCNT-2)
        3.2.3 H₂O₂/H₂O/O₃氧化碳納米管(oCNT-3)
        3.2.4 碳納米管/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 oCNT-3與眾參比碳納米管的物理化學(xué)特征比較
        3.3.2 oCNT-3與眾參比碳納米管對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的強(qiáng)化效果比較
        3.3.3 oCNT-3強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂的機(jī)理理解
    3.4 小結(jié)
第4章 水熱法氧化的碳納米管及其在強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 水熱法氧化碳納米管
        4.2.2 碳納米管/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 水熱法氧化的碳納米管的物理化學(xué)特征
        4.3.2 水熱法氧化的碳納米管在環(huán)氧樹(shù)脂基體中的表現(xiàn)
        4.3.3 水熱法氧化的碳納米管強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂的機(jī)理討論
    4.4 小結(jié)
第5章 銨根離子修飾的富氧納米碳材料及其在強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 對(duì)富氧納米碳材料修飾銨根離子
        5.2.2 納米碳/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 銨根離子修飾的納米金剛石的物理化學(xué)特征
        5.3.2 銨根離子修飾的納米金剛石在環(huán)氧樹(shù)脂基體中的表現(xiàn)
        5.3.3 銨根離子修飾的納米金剛石強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂的機(jī)理討論
        5.3.4 銨根離子修飾的活性炭在環(huán)氧樹(shù)脂基體中的表現(xiàn)
        5.3.5 銨根離子修飾的氧化石墨烯在環(huán)氧樹(shù)脂基體中的表現(xiàn)
    5.4 小結(jié)
第6章 高含氮量及不同杯疊結(jié)構(gòu)摻氮碳納米管的可控制備及其在強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂中的應(yīng)用
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 生長(zhǎng)摻氮碳納米管所需催化劑的制備
        6.2.2 高含氮量及不同杯疊結(jié)構(gòu)摻氮碳納米管的制備
        6.2.3 碳納米管/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料與摻氮碳納米管/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 高含氮量摻氮碳納米管的制備及其物理化學(xué)特征
        6.3.2 不同杯疊結(jié)構(gòu)摻氮碳納米管的制備及其物理化學(xué)特征
        6.3.3 摻氮碳納米管在環(huán)氧樹(shù)脂基體中的表現(xiàn)
        6.3.4 摻氮碳納米管強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂的機(jī)理探討
    6.4 小結(jié)
第7章 多重修飾的納米金剛石強(qiáng)化阻燃型聚磷酸銨/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料
    7.1 引言
    7.2 實(shí)驗(yàn)部分
        7.2.1 修飾納米金剛石
        7.2.2 聚磷酸銨/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備
        7.2.3 修飾的納米金剛石強(qiáng)化聚磷酸銨/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 修飾后納米金剛石的物理化學(xué)特征
        7.3.2 修飾的納米金剛石增強(qiáng)聚磷酸銨/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的火災(zāi)安全性
        7.3.3 修飾的納米金剛石強(qiáng)化聚磷酸銨/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的力學(xué)性能
    7.4 小結(jié)
第8章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    8.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號(hào)：3764627