碳纳米管的表面改性及单向增强复合材料的研究

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1、摘要碳纳米管表面改性及单向增强复合材料的研究摘要60℃下用混酸(Vrnq03：Vms04=1：3)对多壁碳纳米管(MWNTS)进行纯化，使得纯化后的碳管表面带有反应活性的．COOH，使用高活性的2，4．甲苯二异氰酸酯(TDI)与--COOH反应，得到表面具有较高活性基团-NCO的碳纳米管，而后采用乙二胺(EDA)与MWNTs-NCO反应得到MWNTs．Go小jH2。通过分别使用丙烯酸甲酯(MA)、乙二胺(EDA)进行迈克尔加成得到酯基和氨基，分别得到产物MWNTs．Go-NH2、MWNTs．Go．5-NH2、MWNTs-Gl-NH2MWNTs．GI

2、．5-NHE和MWNTs—G2-NH2，最终使得碳纳米管表面形成聚酰胺一胺型树枝状化合物PAMAM。通过傅立叶红外光谱，拉曼光谱，扫描电镜，热失重分析可进一步证实这些反应及其产物的存在，经过改性后的碳纳米管在水等良好溶剂中的分散性与未改性前有很大的提高。利用纤维在拉伸过程中自然取向的原理，采用熔融纺丝法制备了碳纳米管／环氧树脂复合纤维，研究不同碳纳米管、不同碳管添加量对复合材料力学性能和热性能的影响。添加改性后的碳纳米管后，复合纤维的力学性能和热性能都有所提高。并且通过场发射电镜表征碳纳米管在纤维中的取向，改性后的碳纳米管在聚合物基体中呈轴向排列，

3、且分散均匀，并且探讨了碳纳米管增强及在复合材料中取向的机理。关键词：多壁碳纳米管，纯化，功能化，枝化物，复合材料，单向增强硕上论文AbstractHyperbranchedpoly(amidoamine)wasinsitu“graftedfrom”Multi-WalledCarbonNanotube(MWCNT)surfaceshavingaminogroups(initiatorsites)whichwerepreparedviareactionbetweentoluene2，4-diisocyanateandcarboxylatedcarbon

4、nanotubesfollowedbyadditionofethylenediamine．Hyperbranchedpoly(amidoamine)(PAMAM)Waspropagatedfromthecarbonnanotubesurfacesbysuccessiverepetitionof(1)MichaeladditionofmethylacrylatetosurfaceaminOogroupsand(2)amidationoftheresultingesters谢tllethylenediamine．FT-IR,Ramanspectrosc

5、opy,UV二Ⅵs，TGAandFE-SEMconfirmedthereactionsandtheirproducts．UsingatleastonegenerationofPAMAM，themodifiedMWNTswerestableforlongperiods(i．e．morethanlmonth)inwater．Epoxy／multi-walledcarbonnanotubes(MWNTs)compositefibers(about509mdiameter)werepreparedusingcoagulationspinninginaque

6、ousmedia．OpticalmicroscopyconfirmedthegooddispersionofPAMAMmodifiedMWNTscomparedtothepristineMWNTsinEEThePAMAMmodifiedMWNTsalsoconferredhightoughnessandgoodmatrixadhesiontotheresultingfibers．Flow-inducedalignmentleadstoapreferentialorientationofthecarbonnanotubcs．Themechanical

7、andthermodynamicpropretiesarealsoimprovedbytheadditionoffunctionalMWNTs．Keyword：Carbonnanotubes；Functionalization；Poly(amidoamine)；Composites；DendrimerII声明户日I刃本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均

8、已在论文中作了明确的说明。砌年蟛月d旧学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公