碳纳米管／环氧树脂复合材料的制备及性能研究.pdf

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1、^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^i^^^l^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^．一————一■■盈团雪—■碳纳米管／环氧树脂复合材料的制备及性能研究曹晓瀚李勇蓝艳代坤刘春太(郑州大学材料科学与工程学院，橡塑模具国家工程研究中心，河南郑州，450001)摘要：选用原始多壁碳纳米管(P—CNTs)和羧基化多壁碳纳米管(C—CNTs)作为填料，环氧树脂(EP)为基体，利用溶液分散法制备碳纳米管／环氧树脂复合材料。研究了2种不同的碳纳米管对环氧树脂复合材料电学性能和力学性能的影响，

2、同时利用场发射扫描电子显微镜(SEM)对2种复合材料的断面形貌进行了表征。结果表明，与C—CNTs／EP复合材料相比，P—CNTs／EP复合材料具有较低的逾渗值和较高的力学性能；P—CNTs在基体中分散性好，没有出现团聚体。关键词：碳纳米管环氧树脂电学性能导电高分子复合材料力学性能PreparationandPropertiesofCarbonNan0tubes／Ep0xyResinCompositesCaoXiaohanLiYongLanYanDaiKunLiuChuntai(SchoolofMate

3、rialScienceandEngineering，NationalEngineeringResearchCenterforplasticmould，ZhengZhouUniversity，ZhengZhou，Henan，450001)Abstract：Inthispaper，pristinemulti—wailedcarbonnanotuhes(P—CNTS)andcar—8．8conduCtivefillers，andtwoondispersionmethod．EffectofdifferentCN

4、Tscontentsonelectricalandmechanicalpropertiesofepoxyresincompos—iteswasinvestigated．MorphologyofCNTs／EPresincompositeswasstudiedbyfielde—missionscanningelectronmicroscope(SEM)．TheresultsshowthatP—CNTs／EPcompos—itehaslowerpercolationthresholdandbettermech

5、anicalpropertiesthanthatofC—CNTs／EP．ComparedtotheC—CNTs，abetterdispersionofP—CNTsisobtainedintheP—CNTs／EPcomposite．一’viii{ivviivv-ii，v{iv_vviiKeywords：multi—walledcarbonnanotubes；epoxyresin；electricalproperty；conduc—tivepolymercomposites；mechanicalproper

6、ty环氧树脂(EP)具有良好的机械性能、绝缘性中的应用。另外，CNTs表面非配位原子多，经过能、耐腐蚀性能和低收缩性能，在化工、机电、交通功能化的CNTs表面可以接枝活性官能团，CNTs运输、航天器、太空飞船、电子产品以及其他很多工业应用中发挥着重要作用_】]。随着工业的不断发展，提高EP的力学性能和消除静电危害是电子、收稿日期：2015—04—07；修改稿收到日期：2015-07-30。石油、化工、纺织、建材等领域的一项重要课题。为作者简介：曹晓瀚，男，研究生，主要从事导电高分子复合材了获得导电性能良

7、好和力学性能优异的EP基复料制备、结构及性能研究。合材料，可把碳纳米管(cNTs)作为填料加入到*通信联系人。E—mail：kundai@zzu．edu．cn。基金项目：NSFC-河南人才培养联合基金(U1204507)，中国EP中制备既具有良好的导电性能，又具有EP基博士后科学基金(2012T50638)。体优异特性的复合材料，从而拓展EP在工业生产·25·PR()cEsslNGANDAPPLIcATI()Ns·弋l口工屉肘表面的活性官能团能与EP基体间形成共价键，从电性能测试：为了便于准确测试试样的

8、电性而影响复合材料的最终性能。对比研究了原始多能，只截取哑铃型试样中间的平直部分。室温下测壁碳纳米管(P—CNTs)和羧基化多壁碳纳米管(C—试。试样的尺寸为25mm×5mm×2mm。测cNTs)填充EP制备的复合材料的电学和拉伸力试时在试样的断面处涂银胶，以保证测试时电阻计学性能差异，为CNTs／EP复合材料应用提供了及高阻仪与试样接触良好。依据。力学性能测试：在室温下(约25℃)测试试样的拉伸性能，相对湿度为20，拉伸速率设定为1试验部