碳纳米管环氧树脂复合材料的研究.pdf

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1、中文摘要环氧树脂正P)结构中含苯环和醚键，因此具有优良的电绝缘性、耐化学介质性和粘接性，广泛应用于涂料、胶粘剂和工程材料领域。EP胶粘剂对各种金属和大部分非金属材料均有良好的粘接性，金属用胶粘剂要求其具有一定的导电性，需对EP进行改性。EP质脆，对其进行增韧改性也是必须的。多壁碳纳米管(Mwrcrs)具有优异的力学性能、热学性能和电学性，是聚合物理想的改性填料。但是，MWNTs易团聚，在EP中难以均匀分散，其高性能在碳纳米管／环氧树脂(MWNTs／EP)复合材料中得不到实现。本文对MWNTs进行了酸化处理，考察了能使MwNTS在EP中均匀分散的新的分

2、散工艺，并对复合材料的性能进行了研究。首先研究了不同酸化处理方式对MWNTs的分散性的影响，结果表明加热搅拌处理2h的MWNTs纯化和功能化效果最好。考察了EP的固化条件和MWNTs的三种分散(搅拌、溶剂和乳化)工艺对EP性能的影响j发现制备复合材料的最佳制备条件为：利用乳化机将MWNTs分散在EP基体中，在RT／2h+70℃／2h+125℃／2．5h+150℃／1h条件下固化。利用原位聚合法制备了MWNTs含量不同的MWNTs／EP复合材料。通过对其形貌及性能等进行了研究，发现适量的MWNTs在EP中能够均匀分散。由于MWNTs与EP基体有一定的界

3、面相互作用，MWNTs／EP复合材料的玻璃化转变温度(劭、强度和韧性均有提高。MWNTs含量为10wt％时，MWNTs／EP复合材料的疋较纯EP升高约20℃，体积电阻率较纯EP降低了9个数量级，渗流阀值在4．6wt％之间。MWNTs含量为6wt％时，拉伸强度、弹性模量和冲击强度达到最大值，分别较纯EP提高了83％、83％和89％。关键词：碳纳米管；环氧树脂；复合材料；力学性能；电学性能AbstractEpoxyresin凹)withsuperiorelectricalinsulation，Chemicalresistanceandcohesivene

4、sswhichdeterminedbybenzenerin铲andetherbondinstructureiswidelyusedinthefieldofcoating，adhesiveandengineeringmaterial．EPadhesivescarlstickallsortsofmetalandmostnonmetalmaterialsverywell．EPneedtobemodified，sincebondingmetalsdemandscertainelectricalconductivity．Thetougheningmodific

5、ationisalsonecessary，sinceEPisverybrittle．Multi-walledcarbonnanotubes(MWNTs)withremarkablemechanicalproperties，thermalpropertiesandelectricalpropertiesareidealfillerofpolymers．HowevertheachievementofsuperiorperformanceinMWNTs／EPcompositesishinderedbythefactthatMWNTstendtoagglom

6、erateandhavepoorlydisperseinEPmatrices．Inthisresearch，rawMWNTsweretreatedwithmixedacid．ThedispersedwaywhichthehighlyhomogeneousdispersionofMWNTsinMWNTs／EPcompositescouldbeachievedwasfound．TheinfluenceofvariousMWNTscontentonpropertiesofMWTs／EPcompositeswasinvestigated．Theeffects

7、ofvariousacid．treatedmethodofMWNTsondisperseeffectwereinvestigated．MWNTswhichweretreatedfor2hwithheatandstirhavethebesteffectsofpurificationandfunctionalization．Theinfluenceofcuringconditionsanddispersemethods(stir,dissolvantandemulsification)onpropertiesofEPwerediscussed．Theop

8、timalpreparationconditionsofcompositeswerefoundout：emu