DETA接枝碳纳米管对环氧复合材料力学性能的研究.pdf

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1、第4J4卷第5期塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTRY·39·2016年5月DETA接枝碳纳米管对环氧复合材料力学性能的研究米郭乐，肖超，王慧，郑康，陈林，田兴友(中国科学院合肥物质科学研究院应用技术研究所先进材料中心，安徽合肥230031)摘要：采用HSO／HNO，(：=3：1)酸化碳纳米管(MWCNT)除去表面金属催化剂及杂质。然后分别用氯化亚砜(SOC1)和二乙烯三胺(DETA)对MWCNT表面进行酰氯化和酰胺化处理，使DETA链段成功接枝在MWCNT表面，提高无机填料与有机基体间相容性及界面结合强度使载荷和能量能有效地传递。我们利用红外谱图确认DETA存在于MWCN

2、T表面，并用热重曲线分析了DETA的接枝量。MWCNT经过DETA改性后，力学测试结果显示其环氧复合材料的冲击性能、拉伸强度及弹性模量分别提高了49％、52．7％和33．6％。同时储能模量及玻璃化转变温度均得到一定程度的提高。关键词：表面有机改性；环氧复合材料；力学性能doi：10．3969／j．issn．1005—5770．2016．05．010中图分类号：TQ325．7文献标识码：A文章编号：1005—5770(2016)05—0039—04StudyofDETAGraftedCarbonNanotubesontheMechanicalPropertiesofEpoxyCompos

3、itesGUOLe，XIAOChao，WANGHui，ZHENGKang，CHENLin，TIANXing—you(InstituteofAppliedTechnologyHefeiInstitutesofPhysicalScience，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China)Abstract：Inthispaper，themixtureofH2SO4／HNO3(VH伽：VHN0，=3：1)wasusedtoremovethemetalcatalystandimpuritiesfromthesurfaceofmulti—walledcarb

4、onnanotubes(MWCNTs)．Thenthionylchlorization(SOC12)anddiethylenetriamine(DETA)wereusedtointroduceDETAsegmentonMWCNTssurfacethroughchlorizationandamidationprocessingSOastoimprovethecompatibilityandinterfacialbondstrengthbetweeninorganicfillerandorganicmatrix，andtransferenergyandloadeficiently．Mean

5、while，infraredspectrawasusedtoconfirmthepresenceofDETAmolecularonMWCNTssurfaceandthermogravimetricanalysiscurveswereusedtoanalyzetheamountofgraftDETA．WhengraftedbyDETA，WMCNTs／EPcompositesexhibitebettermechanicalproperties．Theimpactresistance，tensilestrengthandelasticmodulusareincreasedby49％，52．7

6、％and33．6％，respectively．Meanwhile，thestoragemodulusandglasstransitiontemperatureoftheepoxycompositesareimprovedtosomeextent．Keywords：SurfaceOrganicModification；EpoxyComposites；MechanicalProperties环氧树脂因其黏结强度高、电绝缘性好、化学稳降低了碳纳米管的增强增韧效果。此外，MWCNT与定性好、易加工等特点被广泛应用在电子封装技术基体间的相容性、界面结合强度及相互作用也会极大中。但其质脆、抗冲击性

7、能差，需使用高强度高模量影响复合材料最终的机械性能。的增强材料对其进行改性以期提高其机械性能和实际Sphalsky等制备的MWCNT／环氧树脂复合材料使用价值¨j。碳纳米管(MWCNT)因其独特的结碳纳米管含量可达50％，但由于碳纳米管取向度很构和优异的光、电、声、热等物理性能使其在材料增低，MWCNT与基体界面相容性差，导致复合材料强强、纳米电子器件等方面应用前景广阔。其中，对碳度不超过40MPa，模量的提高也很少。Liu等用表纳米管力学性能