多壁碳纳米管分散性研究

通过对多壁碳纳米管的改性研究,寻找提高碳纳米管分散性的途径。采用NaOH对碳纳米管进行预处理,通过SEM、DSC分析表明,该处理过程对去除多壁碳纳米管中杂质和提高其分散性有积极效果。通过H2SO4和HNO3的混酸处理法与HNO3处理法的对比,知前者对碳纳米管的损失要大于后者,且通过对FTIR的对比分析,后者对碳纳米管的改性效果好于前者。TG、TEM分析表明,聚乙烯醇均匀包覆在碳纳米管表面,碳纳米管分散性较酸处理的有所改进。     

碳纳米管/聚丙烯腈导电纤维的结构与性能

使用浓硫酸和浓硝酸的混合溶液将多壁碳纳米管进行功能化处理后与聚丙烯腈(PAN)进行共混,采用湿法成形技术制备出了多壁碳纳米管/PAN导电纤维。采用扫描电镜、动态力学分析等手段对纤维的结构进行了分析,对纤维的物理机械性能及导电性能进行了测试。结果表明:添加碳纳米管5%时PAN纤维的强度、储存模量及玻璃化转变温度提高,断裂伸长率下降;添加经过功能化处理的碳纳米管可以有效地提高纤维的导电性能,当含量为5%时,电导率可达10-3S/cm。     

多壁碳纳米管/聚酰亚胺复合薄膜的制备与性能研究

采用两种方法(混酸法和酰氯化法)处理多壁碳纳米管制得羧酸化多壁碳纳米管(MWNTs-COOH)和酰氯化多壁碳纳米管(MWNTs-COCl),并以4,4'-二氨基二苯醚(ODA)和均苯四甲酸二酐(PMDA)为原料,原位聚合制备多壁碳纳米管/聚酰亚胺复合薄膜。通过偏光显微镜(PLM)、傅里叶红外光谱测试仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)以及万能拉伸试验机对复合薄膜进行表征及测试。结果表明:随着多壁碳纳米管含量的增加,复合薄膜的拉伸强度呈现先增加后减小的趋势,酰氯化多壁碳纳米管/聚酰亚胺(MWNTsCOCl/PI)复合薄膜的拉伸强度较羧酸化多壁碳纳米管/聚酰亚胺(MWNTs-COOH/PI)复合薄膜提高了13.3%,导电性提高约103倍;且MWNTs-COCl含量在3%时,MWNTs-COCl/PI复合薄膜的综合性能达到最佳。     

气相色谱法测定AlH3中乙醚含量

建立了利用气相色谱外标法测定AlH3中乙醚含量的方法。分别采用水解法、NaOH滴加法、液上气相法、固上气相法对AlH3样品进行前处理,将上述方法对比后选用固上气相法处理AlH3样品。AlH3样品经固上气相前处理后利用气相色谱外标法测定其乙醚含量,该方法具有重现性好、标准偏差小等优点。     

多壁碳纳米管的分散性研究

为提高多壁碳纳米管在水中的分散性,采用混酸超声法对其进行处理。通过傅里叶变换红外光谱仪、X-射线衍射仪等对处理前后碳纳米管的结构和分散性进行了研究。结果表明,经混酸超声处理,多壁碳纳米管表面被接枝上羟基和羧基官能团且其石墨结构保留完好;多壁碳纳米管在水中的分散性能得到提高,经100h静置,碳纳米管的浓度仅降低9.2%。     

酸化多壁碳纳米管/水性聚氨酯复合材料的制备与性能研究

采用混酸对多壁碳纳米管进行表面处理,通过共混法制备出酸化多壁碳纳米管/水性聚氨酯(WPU)复合材料。通过FT-IR,拉曼光谱,SEM表征了多壁碳纳米管酸化前后的结构,通过TGA、拉力测试以及SEM研究了复合材料的热性能、力学性能和微观结构。结果显示,多壁碳纳米管通过混酸处理后表面羧基化,管壁卷曲程度降低。与纯WPU相比,当添加量为1.5%时,复合材料的断裂伸长率增加29%,当添加量在2%时,复合材料的拉伸强度增加169%,酸化碳纳米管在聚氨酯(PU)基体中均匀分散。酸化碳纳米管的添加显著提高了复合材料的热稳定性和导电性。     

硅基杂化材料包覆多壁碳纳米管制备核壳型纳米杂化材料

以自由基引发剂过氧化苯甲酰(BPO)为反应的引发剂,通过均相聚合体系,制备了聚八甲基丙烯酸酯基笼型倍半硅氧烷(PMMA-POSS)包覆的多壁碳纳米管核-壳型纳米杂化材料。透射电子显微镜显示,在均相体系中可以得到包覆均匀且厚度可调的多壁碳纳米管杂化材料,包覆厚度在5~10 nm、15~25 nm之间,通过傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)以及热重分析(TGA)对杂化材料进行了表征,并给出了可能的包覆机理。     

硅橡胶/多壁碳纳米管复合材料的结构与性能研究

研究了硅橡胶/多壁碳纳米管复合材料的形态结构和物理机械性能。利用扫描电子显微镜观测了复合材料中多壁碳纳米管的分散情况,并测试分析了复合材料的力学性能、热性能、动态力学性能。结果表明,多壁碳纳米管能够良好地分散在硅橡胶基体中,随着多壁碳纳米管用量的增加,硅橡胶/多壁碳纳米管复合材料热稳定性明显提高,且有效地提高了硅橡胶的物理机械性能。硅橡胶/多壁碳纳米管复合材料中形成了碳纳米管的某种形式网络结构,网络结构的打破与重建导致了储能模量的非线性下降。     

聚苯胺接枝多壁碳纳米管的制备及热电性能

通过原位聚合,将聚苯胺接枝到多壁碳纳米管的表面,制备了聚苯胺/碳纳米管纳米纤维。聚苯胺均匀地包覆在碳纳米管表面,当苯胺与碳纳米管投料比为1∶1时,包覆层厚度约为15 nm。聚苯胺/多壁碳纳米管的电导率和塞贝克系数随温度升高而增大,且增大碳纳米管含量同时提高了复合材料的电导率和塞贝克系数,改善了功率因子。     

碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能影响因素的研究

本文研究了碳纳米管在环氧树脂中的分散方式及碳纳米管长度对环氧树脂复合材料力学性能的影响,并对单壁与多壁碳纳米管分别制备的环氧树脂复合材料的力学性能进行了分析探讨。本实验条件如下:搅拌时间为8h时复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别可比1h时增加41%、22%和38%;超声波处理时间为4h时复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别可比处理1h时增加143%、30%和45%,但超声波处理时间不宜过长,否则会破坏碳纳米管表面,导致性能下降。短碳纳米管在环氧树脂中的分散性较好,对环氧树脂复合材料的增强效果较好。长碳纳米管对提高复合材料的韧性有利。与长度为50μm时相比,碳纳米管长度为2μm时制备的环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度高49.2%和45.3%,但断裂伸长率低33%。与单壁碳纳米管相比,多壁碳纳米管与环氧树脂的界面结合力更好,更适于做环氧树脂增韧材料。相同实验条件下多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的冲击强度、断裂伸长率和拉伸强度较单壁碳纳米管/环氧树脂复合材料可分别提高31%、24%和28%。     

PA66/胺基化碳纳米管复合材料薄膜的制备及表征

对多壁碳纳米管进行胺基化处理后,用溶液共混法制备了PA66/多壁碳纳米管复合材料,研究了碳纳米管的加入对PA66电学性能、热稳定性能、结晶行为的影响。复合材料薄膜的渗流阈值出现在碳纳米管质量分数为3%～4.5%,胺基化碳纳米管质量分数为4%时,已基本构成完整的导电网络,体积电阻率和表面电阻率均降低了8个数量级。碳纳米管的加入提高了复合材料的热稳定性能。碳纳米管在复合材料中充当了成核剂,提高了PA66的成核速度,但降低了其结晶总速度。     

溶剂热法制备N-S共掺杂TiO_2/MWCNT复合材料及其光催化活性的研究

采用溶剂热法,以四氯化钛为前驱体,以硫脲为氮源和硫源,将纳米二氧化钛负载在多壁碳纳米管的表面,制备氮、硫共掺杂的纳米二氧化钛/碳纳米管复合材料,以盐酸土霉素的光催化降解为探针反应,研究复合材料的光催化降解活性。结果表明,溶剂热法制备的纳米二氧化钛以锐钛矿相存在,均匀、致密的包覆在多壁碳纳米管的管壁上,添加硫脲的复合材料比未添加硫脲的样品在紫外和可见光区域均有较好的光吸收性能。硫脲的添加增强了复合材料的光催化活性,当二氧化钛和硫脲的摩尔比为1∶6时,催化剂的光催化活性最好,用过的样品经洗涤、烘干再生后用于实验,仍具有较好的光催化活性。     

乙基纤维素微胶囊红磷的制备及性能表征

目前微胶囊红磷大多采用原位聚合法制备，工艺较为复杂，使用的囊壳原料可能对环境造成危害。为解决这一问题，本文以可降解材料乙基纤维素（EC）为壁材，无水乙醇为壁材溶剂，蒸馏水为壁材非溶剂，采用相分离法制备微胶囊红磷，并利用FTIR、SEM及XPS表征微胶囊红磷的形态及包覆效果，同时对样品的热稳定性、吸湿性及感度进行测定，以此确定最佳工艺条件。实验结果表明：经EC包覆后的红磷样品表面粗糙，包覆率随乙基纤维素添加量的增多而升高，最高可达94.8%；EC囊壳能有效提高红磷的热稳定性及安定性，降低吸湿率。在保证红磷正常使用不受影响的前提下，取0.6g乙基纤维素、2g红磷为最佳工艺条件，包覆率达93.2%；制备的微胶囊红磷样品热稳定性提高，着火点升高至310℃；10d后吸湿率降低至6.8%，较普通红磷降低约16.8%；微胶囊红磷摩擦感度降至34%，较未处理红磷降低52%。采用相分离法在常温、中性条件下制备EC包覆微胶囊红磷，工艺简便，材料绿色环保，制备的微胶囊红磷样品具有良好的使用性能。     

端羟基聚丁二烯包覆多壁碳纳米管的制备及其对顺丁橡胶的补强研究

研究端羟基聚丁二烯包覆多壁碳纳米管(MWNTs)的制备及其对顺丁橡胶(BR)的补强效果。结果表明:将MWNTs与HTPB研磨,可使聚合物包覆在MWNTs表面,显著提高MWNTs在甲苯等溶剂中的溶解性;对MWNTs进行羧酸化处理可进一步改善HTPB对MWNTs的包覆效果,提高MWNTs在BR中的分散性,增强MWNTs与BR的界面粘合力,使其在BR基体中表现出更好的补强效果。     

硝酸氧化对多壁碳纳米管的表面修饰及其分散性

采用硝酸氧化法对多壁碳纳米管(MWNTs)进行了表面修饰,通过红外光谱和热重分析等测试手段对其结构特性进行了分析,并对多壁碳纳米管在水中的分散性进行了研究。结果表明,采用硝酸氧化法在多壁碳纳米管的侧壁成功引入了羧基官能团,羧基含量受硝酸浓度、氧化温度和时间的影响。表面修饰后的多壁碳纳米管在水中的分散性和稳定性明显提高。     

多壁碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料的固化动力学研究

采用熔融混合法向低粘度的环氧树脂中添加适量的多壁碳纳米管,制备新型纳米复合材料,并采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)测试转化率,采用差示扫描量热法(DSC)研究多壁碳纳米管/环氧树脂复合体系的固化动力学,并对纳米复合材料的力学性能进行研究。结果表明:多壁碳纳米管加入环氧树脂复合体系后,对固化反应有催化作用,固化反应速率增大,转化率提高,而复合体系的力学性能却有所下降,玻璃化转变温度变化不大。     

SDBS对多壁碳纳米管悬浮液分散性的影响

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为分散剂,氯化胆碱-丙二酸类离子液体为溶剂,通过超声分散处理多壁碳纳米管,制备了分散性良好的多壁碳纳米管悬浮液。采用紫外-可见分光光度法和粒径测试考察了SDBS对多壁碳纳米管悬浮液分散性的影响。结果表明,在多壁碳纳米管悬浮液中,当SDBS的浓度为1.2 mmol?L~(-1)左右时,悬浮碳纳米管的浓度最大,约为初始浓度的89%。悬浮液中多壁碳纳米管的平均粒径随着SDBS的浓度的增大而逐渐降低,在SDBS的浓度大于1.0 mmol?L~(-1)时,下降趋势变缓慢。添加SDBS后的多壁碳纳米管悬浮液的稳定性显著提高,192 h后基本趋于稳定。     

等离子体改性MWCNTs对环氧树脂力学性能的影响

以等离子体表面处理方式对多壁碳纳米管(简称碳纳米管)进行表面改性,采用红外光谱仪对原始碳纳米管和等离子体处理后的碳纳米管进行了表征,利用透射电镜观察了等离子体处理前后碳纳米管的形貌。以原始的碳纳米管和经过等离子体改性处理后的碳纳米管作为填料,制备了碳纳米管/环氧树脂复合材料,研究了等离子体处理前后碳纳米管的加入对环氧树脂的力学性能的影响。结果表明:添加碳纳米管后提高了环氧树脂复合材料的力学性能。原始碳纳米管质量分数达0.75%时,复合材料的拉伸强度、冲击强度分别较纯环氧树脂提高15.1%,4.8%。等离子体处理后的碳纳米管质量分数达1.00%时,复合材料的拉伸强度、冲击强度分别较纯环氧树脂提高77.0%,71.5%。并利用场发射电镜观察了碳纳米管在环氧树脂基体中的分散情况。     

多壁碳纳米管/环氧复合涂层的制备及性能研究

对多壁碳纳米管(MWCNTS)进行酸化处理得到MWCNTS-COOH(酸化碳纳米管),然后用KH560对其进行表面修饰,通过XRD、FT-IR、TGA等手段表征了改性结果,分别制备了含多壁碳纳米管5%、3%、2%、1%、0.7%的MWCMTS/环氧复合涂层。利用耐磨仪、电化学工作站(EIS)、TGA测试了复合涂层的性能,并用扫描电子显微镜观察了其表面形貌。结果表明:复合涂层中MWCNTS含量为2%时,耐磨性和耐腐蚀性能均达到最高;多壁碳纳米管对复合涂层的热稳定性也有一定的影响。     

用聚四氟乙烯包覆六硝基茋的研究

制备聚四氟乙烯水悬浮液，并对六硝基茋(HNS)进行包覆。分别采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、差热扫描热分析仪(DSC)、压药密度、抗压强度测试等对包覆HNS样品进行表征和分析，得到一定的规律性。实验结果表明：包覆后六硝基茋分解峰温提高，感度有所下降。