碳纳米管/碳纤维增强聚苯硫醚复合材料研究

研究了采用碳纤维(CF)和碳纳米管(CNTs)增强聚苯硫醚(PPS)的力学性能和导电性能。实验分别采用CF和CNTs为添加剂,通过球磨混合后在平板硫化机上进行模压成型,制备出CF/PPS、CNTs/PPS和CNTs/CFPPS/复合材料。采用万能试验机测试复合材料的拉伸性能;采用数字式四探针测试仪测试材料的电导率。实验研究了CF和CNTs含量对其复合材料的导电性能和力学性能的影响,并进一步研究同时添加CF和CNTs对复合材料增强作用。通过分析复合材料的导电性能和力学性能,分别得出CF含量为20%、CNTs含量为15%时复合材料的力学性能和导电性能较理想。采用CF和CNTs同时增强PPS时,当CF添加16%、CNTs添加4%时,CNTs/CF/PPS复合材料性能较好。此外,对CF和CNTs增强机制进行初步讨论。     

3D打印桌面机制作CNTs/PLA复合材料制品性能分析

3D打印技术已日趋成熟,其简单的成型方式、优良的材料利用率等一系列的优点对传统塑料加工领域的影响日趋深刻。同时3D打印制品依然存在耗材单一、制品用途不广泛等缺点抑制了3D打印技术在传统塑料加工行业中的应用。本文选用3D打印技术中的熔融沉积成型(FDM)加工工艺作为技术支持,使用PLA作为基材,通过加入不同含量的CNTs制作可导电性复合材料作为研究对象,通过对不同配比下CNTs/PLA复合材料所具有的性质进行实验,研究不同配比下CNTs/PLA复合材料的电导率大小的关系。实验结果表明:在CNTs含量为5%的复合材料3D打印制品中就可实现其导电性,电导率为:0.228 1;在CNTs含量为10%的复合材料3D打印制品中导电性较好,电导率为:1.314 7。实验证明了塑料复合材料具备可导电这一性能,并且CNTs含量越高,导电性能越好。本文验证了FDM技术制备可导电性复合材料的产品具有可行性。     

导电填料结构对氯化丁基橡胶基压电阻尼复合材料性能的影响

以氯化丁基橡胶(CIIR)作为基质材料、锆钛酸铅(PZT)为压电填料,分别以碳纳米管(CNTs)和导电炭黑(CB)作为导电填料,通过机械共混法制备了CNTs/PZT/CIIR和CB/PZT/CIIR两种压电阻尼复合材料。采用扫描电镜考察了导电填料在基质中的分散状况及其与基质的相容性,通过动态热机械分析和弹性体测试系统的测试探讨了导电填料的结构对复合材料压电阻尼性能的影响规律。结果表明,与CB相比,CNTs在基质中出现了严重的团聚,这导致其所制备复合材料的拉伸强度未达到预期效果。用量相同时,添加了CNTs复合材料的损耗因子峰值要小于填充CB者,但是其阻尼系数较大;随着导电填料用量的增加,两种复合材料的损耗因子峰值均呈下降趋势,而阻尼系数先略微减小然后增大。     

CF/CNTs多尺度混杂填充PA6复合材料性能研究

以碳纤维/碳纳米管(CF/CNTs)多尺度混杂填充聚酰胺6(PA6)复合材料为研究对象,采用不同的方法处理CNTs,并考察了对应复合材料的力学性能、导电性能和导热性能。结果表明:CNTs经过表面化学镀镍处理后,明显改善了CF与基体界面间的结合强度和相容性。表面镀镍处理的碳纳米管(CNTs-Ni)吸附在CF表面,不仅可促进CF与基体间形成"钉扎效应",从而提高了复合材料的力学性能,还在CF与PA6基体间形成了导热桥路和导电网络,使材料的电阻率和界面热阻有所下降;CF和CNTs混杂填充基体树脂对复合材料的力学性能、导热性能及导电性能有着良好的协同增效作用;CNTs-Ni可明显改善CF增强复合材料的导热性能和导电性能。     

碳纳米管/白炭黑/炭黑补强溶聚丁苯橡胶纳米复合材料导电性能的研究

研究碳纳米管(CNTs)/白炭黑/炭黑补强溶聚丁苯橡胶(SSBR)纳米复合材料的导电性能。结果表明,当白炭黑用量小于50份时,白炭黑的阻隔效应占主导,CNTs/白炭黑补强SSBR纳米复合材料的导电性能较差;当白炭黑用量达到70份时,白炭黑的体积排除效应占主导,复合材料的导电性能较好。炭黑和CNTs的协同作用可提高CNTs/白炭黑/炭黑补强SSBR纳米复合材料的导电性能。偶联剂Si747改性复合材料的导电性能优于未添加偶联剂Si747的复合材料。     

CB/MWCNTs/PP导电复合材料的制备与性能表征

通过熔融共混、注塑成型将多壁碳纳米管(MWCNTs)母粒、炭黑(CB)母粒与聚丙烯(PP)混合制备CB/MWCNTs/PP导电复合材料。复合材料中导电填料MWCNTs体积分数为1%,通过改变炭黑体积分数,探究CB含量的变化对复合材料导电性能、力学性能和流变性能的影响。导电测试结果表明,当CB体积分数介于3%~5%时,复合材料达到电流逾渗;超声共振结果表明,复合材料的弹性模量会随着CB含量的增大而增大,而泊松比对CB含量的变化并不敏感;DMA结果表明,复合材料玻璃化转变温度(T_g)会随着CB含量的增加而降低,而储能模量和损耗模量在低温区会随着CB的增大而上升;MCR分析结果表明,当CB体积分数介于1%~3%时,复合材料达到流变逾渗,复合黏度对低频率扫描不敏感,随着CB体积分数的增大而增加。随着频率上升,不同含量材料的复合黏度越来越逼近,并且呈现剪切变稀现象。     

PE-HD/CNTs/CB复合材料的导电行为研究

用溶液超声分散法制备了高密度聚乙烯/碳纳米管/炭黑(PE-HD/CNTs/cB)导电复合材料,研究了CNTs与CB的比例以及两者的总含量对复合材料导电行为的影响.结果表明,CNTs与CB以不同比例混合的试样其渗流阈值较PE-HD/CNTs高,比PE-HD/CB的低,CNTs与CB在材料内部可能形成了共同的导电网络;当其...     

碳纳米管填料静电自组装制备及在导电塑料中的应用

为了提高碳纳米管(CNTs)在塑料中的分散性能,设计碳纳米管填料(CNTs Filler)。阳/非离子表面活性剂复配在水中分散CNTs,并赋予CNTs表面正电性。与表面负电性的炭黑或聚苯乙烯微球复合,通过静电吸附作用自组装形成均匀稳定的复合物,制备出CNTs Filler。对比了CNTs Filler、CNTs和炭黑在PS和ABS塑料中,经不同成型工艺的导电结果,证明了使用碳纳米管填料提高了碳纳米管在塑料中的分散性能,总结了碳纳米管相对炭黑作为塑料导电功能体适合压延成型加工。推荐碳纳米管用于导电片材、导电薄膜和高导电塑料等领域。     

过氧化物母粒对PP/炭黑导电复合材料的影响

采用含有过氧化物的聚丙烯(PP)母粒,通过熔融共混法制备了不同熔体流动速率(MFR)的PP/炭黑导电复合材料,并研究了复合材料的流变性能、结晶性能、力学性能及导电性能。结果表明:PP过氧化物母粒的加入有效改善了PP/炭黑导电复合材料的流动性。PP过氧化物母粒质量分数为2.2%时,复合材料的结晶度是25.96%,拉伸强度、冲击强度分别达到25.96 MPa、73.70 kJ/m~2。PP过氧化物母粒的加入对复合材料导电性能的影响较小。     

高导电、低逾渗PLA/CNTs导电复合材料的结构设计及性能研究

通过溶液吸附?熔融法制备了具有低逾渗高导电性能的左旋聚乳酸/右旋聚乳酸/碳纳米管(PLA/PDLA/CNTs)复合材料。在PLA/CNTs复合材料内部通过添加PDLA以提高复合材料的结晶性能,起到良好的体积排斥作用,促进了CNTs的分散,对PLA/PDLA/CNTs复合材料的导电网络结构进行有效调控;随着PDLA含量的增加,PLA/PDLA/CNTs复合材料的导电性能表现出了先增加后降低的趋势,当PDLA的含量仅为0.2%时,PLA/0.2%PDLA/0.6%CNTs的电导率从10^-6 S/m提升到了10^-4 S/m,提高了2个数量级,并且复合材料的导电逾渗值从0.58%(PLA/CNTs)降低到0.45%(PLA/PDLA/0.6%CNTs)。此外,CNTs和PDLA的引入可以有效的提高复合材料的结晶性能和复数黏度,相比于纯PLA,PLA/0.5%PDLA/0.6%CNTs的开始结晶温度(T_o)和最大峰结晶温度(T_p)分别提高了30.6℃和20.8℃。通过力学性能数据分析发现,在CNTs和PDLA...     

聚氨酯/碳纳米管复合材料力学及电性能研究

利用超声分散和原位聚合的方法制备了聚氨酯／碳纳米管((PUR／CNTs)复合材料,观察了该复合材料的微观结构,探讨了CNTs含量对复合材料力学性能和电性能的影响。结果表明,CNTs在基体中获得了较好的分散,当CNTs质量分数为2％时复合材料的力学性能得到全面提高,与PUR相比,拉伸强度提高11．6％,拉伸弹性模量提高11．3％,断裂伸长率提高10．4％;复合材料的导电性能得到明显的提高,在CNTs质量分数为0．5％时可用作抗静电材料。     

PBT/CNTs复合材料的挤出工艺与电性能

采用熔融共混方法制备聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/碳纳米管(CNTs)复合材料,通过单螺杆挤出机挤出,并对PBT/CNTs复合材料挤出工艺参数和电学性能进行研究.利用扫描电镜(SEM)从微观角度对PBT/CNTs复合材料进行观察与分析,通过对材料表面电阻率(ρs)的测定发现:随着多壁碳纳米管含量的不断增加,复合材料的表面电阻率呈不断下降趋势,250℃挤出时碳纳米管(CNTs)含量3％为复合材料的导电阈值.     

CNTs表面包覆PPy对PVC复合材料电导率的影响

为促进碳纳米管(CNTs)更为有效地应用于聚合物抗静电复合材料,采用原位聚合在CNTs表面生成聚吡咯(PPy)包覆层得到CNT-PPy,其组成通过傅立叶变换红外光谱分析和热重分析确认。CNT-PPy作为导电剂添加到聚氯乙烯(PVC)中制备PVC/CNT-PPy复合材料,对比分析PVC/CNT-PPy复合材料电导率的变化规律可得:PPy修饰CNTs可降低PVC/CNT-PPy复合材料中CNTs的逾渗阈值;当PPy包覆层在CNT-PPy中质量分数约为51.1%,CNT-PPy在复合材料中的质量分数为3%时,制得PVC复合材料的电导率可达到10–7 S/cm量级。由此可知,CNTs表面可控的PPy修饰量对PVC/CNTs复合材料抗静电性能起到显著的提升作用,为CNTs作为高性能导电剂应用提供更多的空间。     

CNTs基柔性和可拉伸超级电容器的研究进展

从超级电容器的储能机理和柔性电子的研究出发,综述了基于碳纳米管(CNTs)及其复合材料的柔性和可拉伸超级电容器的研究现状。总结了近年来在开发柔性和可拉伸超级电容器领域中对CNTs直接电极材料,CNTs与过渡金属氧化物或导电聚合物复合电极材料,CNTs与石墨烯复合电极材料研究的进展。     

聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备与表征

采用预聚体法制备了聚氨酯/碳纳米管(PU/CNTs)复合材料,考察了该复合材料中CNTs含量对复合材料电性能、力学性能和热性能的影响及复合材料的微观结构。结果表明,碳纳米管在聚氨酯体系中能够较好地分散;扩链/交联剂对PU/CNTs复合材料的导电性能影响较大,TMP比MOCA交联的PU/CNTs复合材料导电性能好;用TMP作交联剂制备的PU/CNTs复合材料的力学性能明显低于以MOCA为扩链剂的PU/CNTs复合材料的力学性能;随着CNTs的加入,PU/CNTs复合材料储能模量和耗能模量明显增加,复合材料的阻尼性能大幅度提高。     

微层共挤CPS-HI/PS-HI复合材料结构对储能密度的影响

利用传统共混挤出方法制备了3%碳纳米管(CNTs)含量的高抗冲聚苯乙烯(PS–HI)/CNTs复合材料,利用自制的微纳层叠共挤出装置制备了具有交替层状结构的CNTs填充高抗冲聚苯乙烯(CPS–HI)/PS–HI复合材料,层数分为2,8,32,128层,其中CPS–HI层CNTs的含量为6%,对PS–HI/CNTs和CPS–HI/PS–HI两种复合材料进行对比,研究了复合材料的交替层状结构对储能密度的影响。结果表明,CPS–HI层与PS–HI层呈连续交替层状分布,微层厚度均匀一致,微层界面良好,且CNTs的分散性随着层数的增加得到提高。CPS–HI/PS–HI复合材料由于微层界面的增多,有助于积累更多的电荷,显著提高了交替层状复合材料的介电常数,而纯PS–HI层作为绝缘层阻断了厚度方向上导电网络和击穿通道的形成,因此在较高的频率(105 Hz)下仍然能够保持低的介电损耗,且获得较高的击穿场强。CPS–HI/PS–HI复合材料的储能密度远远大于普通挤出成型PS–HI/CNTs复合材料的储能密度,比纯PS–HI的储能密度提高了3.3倍。     

改性碳纳米管共沉淀处理及其在聚氯乙烯复合材料中的应用

首先采用共沉淀法制备了聚氯乙烯(PVC)/改性碳纳米管(CNTs)初产物(PVC包覆的改性CNTs粒子),然后将其与PVC经双辊塑炼及压制成型得到该初产物的PVC复合材料,并测试了该复合材料的力学性能和电性能。结果表明:随着改性CNTs用量的增加,PVC/改性CNTs复合材料的表面电阻率逐渐降低,而缺口冲击强度则先增后减,与空白样相比,当改性CNTs用量为1份时,复合材料的导电性和缺口冲击强度均有显著改善;另外改性CNTs经过共沉淀处理后,所得PVC/改性CNTs复合材料的导电性有所降低,但是改性CNTs在PVC基体中的分散性则有所改善,复合材料的缺口冲击强度明显提高。     

PU/CNTs复合材料的制备及其在室内设计中的应用

分别采用物理共混法和化学偶联法原位制备了聚氨酯(PU)/碳纳米管(CNTs)复合材料,并研究了其力学性能和抗静电性能。结果表明:采用化学偶联法制备的PU/CNTs复合材料中的CNTs分布更均匀,且复合材料的力学性能更优异;随CNTs含量增加,PU/CNTs复合材料的断裂伸长率逐渐增大,而拉伸强度和冲击强度先增加后降低;当w(CNTs)为0.4%时,复合材料的拉伸强度最高,w(CNTs)为0.6%时,其冲击强度最高;随CNTs含量增加,PU/CNTs复合材料的抗静电性能得到改善,保温性能无明显降低,是较为理想的室内设计材料。     

无卤阻燃和永久抗静电PA6复合材料的制备与研究

以二乙基次磷酸铝(ALPi)为阻燃剂,炭黑(CB)为抗静电剂,自制的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)母粒为增韧剂,聚酰胺6(PA6)为基体,通过熔融共混制备了无卤阻燃和永久抗静电PA6复合材料。研究了上述助剂对复合材料阻燃性能、抗静电性能及热降解动力学的影响。结果表明:当阻燃剂为15份时复合材料的氧指数达到31%;加入增韧剂EVA和CB后复合材料的电阻值下降8个数量级,EVA的加入有利于CB在复合材料中形成导电通路;阻燃剂的加入使材料的热降解过程减缓。     

ABS/碳纳米管纳米复合材料的研究进展

综述了近年来丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)/碳纳米管(CNTs)纳米复合材料的研究进展,介绍了该材料的不同制备方法和所得复合材料的力学、导电、雷达波吸收、热解及阻燃性能。研究发现,添加少量的CNTs可以大幅提高ABS的弹性模量、拉伸强度及模量等力学性能;降低材料的电阻率,达到永久抗静电型ABS要求;并可使材料具有雷达波吸收性能;同时还能显著改善ABS的阻燃性能。还分析了不同CNTs种类、添加量及预处理方法对ABS/ CNTs纳米复合材料上述性能的影响,并对相关机理进行了分析讨论。