纳米复合导电性环氧树脂涂层的研究

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMaterialsScienceandTechnologyResearchonNanocompositeConductiveEpoxyResinCoatingsAThesisinPhysicalChemistrybyZhengShunliAdvisedbyProf.LiChengSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofSc

2、ienceMarch,2012承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要纳米粒子由于具有独特的微观结构，导致其产生了不同于传统物质的光、电、力学

3、等性质，并被广泛地应用在导电涂料中，但也正是因为这种独特的微观结构产生的表面效应，使得纳米粒子在材料中易团聚、分散性和相容性差，从而在一定程度上影响和限制了其应用范围。本论文采用共混法，以环氧树脂为基体，聚酰胺为固化剂，根据导电涂层的用途不同，分别选用碳纳米管和纳米铜粉作为导电填料，并通过机械搅拌和超声分散的物理手段，制备了MWCNT-OH/EP和Cu/EP两种纳米复合导电涂层，研究了碳纳米管和纳米铜粉的添加量、不同偶联剂和分散剂对导电涂层的电学、力学、耐试剂、耐湿热以及电化学防护性能的影响，并通过扫描电镜对涂层的微观形貌进行了表征。实验结果如下：1.碳纳

4、米管的添加，提高了涂层的电学、力学、耐试剂、耐湿热以及电化学防护性能，纳米铜粉的添加，使涂层的导电性和硬度有所提高，但涂层的耐冲击性和耐试剂性能变差。2.偶联剂的添加，改善了粉体在基体中的分散性以及涂膜和基底的粘结性，有效地提高了导电涂层的综合性能，当偶联剂KH550、KH560和KH570添加量分别是与MWCNT-OH的质量比为1:1和Cu粉的2.5%时，涂层的综合性能最好，其中以添加KH560的涂层的性能更好，此时4%MWCNT-OH/EP和70%Cu/EP两种涂层的电导率较添加偶联剂之前均提高了两个数量级，硬度也均由2H分别提高到了4H和3H，腐蚀电

5、流密度也分别降低了一个和三个数量级。3.经分散剂修饰后的导电填料制得的涂层综合性能较添加偶联剂时又有了进一步的提高，当TritonX-100和SDBS用量分别是与MWCNT-OH的质量比为1:1和1:2，Cu粉质量的1%和3%时，两种涂层的综合性能最佳，其中以导电填料经TritonX-100修饰的涂层的性能更佳。此时4%MWCNT-OH/EP和70%Cu/EP两种涂层的电导率较修饰前都提高了两个数量级，硬度都由2H分别提高到了>4H和3H，腐蚀电流密度也均有了三个数量级的降低。关键词：碳纳米管，纳米铜粉，导电涂层，电导率，电化学防护性能i纳米复合导电性环氧

6、树脂涂层的研究ABSTRACTBecauseofitsuniquemicrostructure,nanoparticleshavespecialoptical,electricalandmechanicalpropertieswhicharedifferentwithtraditionalmaterialsandareextensivelyusedintheconductivecoatings.Nanoparticlesareeasytoagglomerateandtheirdispersityandcompatibilityispoorforthesur

7、faceeffectcausedbytheuniquemicrostructure.Allthedisadvantagesinfluenceandrestricttheapplicationofnanoparticlestoacertainextent.Inthispaper,weusedepoxy(EP)asmatrix,polyamideascuringagent,multi-walledcarbonnanotube(MWCNT-OH)andnano-copperpowder(Cu)asconductivefillersinaccordancewith

8、differentpurposeofconductivecoati