多壁碳纳米管/三元乙丙橡胶复合材料的热电效应及其力学性能研究

以经处理过的多壁碳纳米管(MW-CNTs)为导热导电填料、三元乙丙橡胶(EPDM)为基体,采用机械共混法制备了MW-CNTs/EPDM复合材料。研究了碳纳米管填料在低填充量(6%)下对复合材料体积电阻率、热导率、热稳定性及力学性能的影响,并通过扫描电镜观察分析MW-CNTs在复合材料中的分布。结果表明:处理后的MWCNTs在EPDM基质中能形成良好的聚合物填料界面,分散均匀,形成有效的导电导热网链。复合材料的体积电阻率随着MW-CNTs填充量的增加而呈数量级的递减,导热系数随之增加,热稳定性提高,填充后的复合材料具有较好的物理机械性能。     

碳纳米管/环氧复合材料制备与性能研究

研究了碳纳米管管径、种类、含量以及偶联-三辊研磨-超声处理等工艺条件对碳纳米管/环氧树脂复合材料拉伸强度和电性能的影响。研究结果表明:三辊研磨-超声联用是均匀分散碳纳米管简单而有效的方法。较低的碳纳米管添加量(0.8%～4%)能大幅度提高环氧树脂的剪切强度和导电性能,添加量为3%时,复合材料的综合性能最优,即剪切强度提高了55.19%,表面/体积电阻率下降了8～10个数量级。     

超声振荡对多壁碳纳米管/VARTM用环氧树脂复合材料导电性能的影响

借助超声振荡工艺促进了多壁碳纳米管(MWNTs)在VARTM用环氧树脂(EP)中的分散,通过真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺制备了MWNTs/EP复合材料试样并研究试样的导电性能。结果表明,随着超声振荡时间、功率和频率的增大,不同MWNTs添加量的试样导电性能均呈现出先升高后降低的趋势。在超声振荡时间90min、功率80 W和频率45kHz附近分别达到了阈值,MWNTs的添加量仅1%就可以达到降低纯EP表面电阻率(1012Ω·cm)近4个数量级的要求。实验还运用扫描电镜(SEM)证实了MWNTs在EP中的分散情况。     

TDI改性MWCNTs/环氧树脂复合材料的制备和导热性能研究

制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)/甲苯二异氰酸酯(TDI)反应生成物和环氧树脂(Ep)的复合物,并对其进行了红外表征及形态学研究.扫描电镜(SEM)显示碳纳米管很好地分散在环氧树脂中.X射线衍射仪(XRD)测试结果表明复合材料为半结晶态.复合材料的体积电阻率由纯环氧树脂的1016降低到108,导热系数提高到纯环氧树脂的近1倍.     

BN表面改性对BN/环氧树脂复合材料导热性能的影响

采用十八烷基三甲基溴化铵（OTAB）阳离子表面活性剂对BN微米片进行有机化改性,研究了BN表面改性对BN/环氧树脂复合材料导热性能的影响。当OTAB浓度为0.6 g · L^-1时,BN表面的OTAB吸附量接近饱和。BN表面改性提高了环氧树脂对BN的浸润性,降低了BN的导热系数。SEM观察及黏度测试结果表明：BN表面改性改善了BN/环氧树脂复合材料的界面性能及体系相容性。由于界面热阻的降低,改性BN/环氧树脂复合材料的导热系数高于未改性BN/环氧树脂复合材料,当BN填充量为30%（填料与树脂基体的质量比）时,改性BN/环氧树脂复合材料的导热系数为1.03 W （m · K）^-1,是未改性BN/环氧树脂导热系数（0.48 W （m · K）^-1）的2.15倍。     

T-ZnO晶须表面改性及在环氧树脂抗静电漆中的应用

研究了T-ZnO晶须对环氧树脂复合材料抗静电性的影响.采用SEM、IR等测试手段,对T-ZnO晶须改性前后的变化进行了表征与分析,结果表明:以无水乙醇为溶剂,表面活性剂聚乙二醇改性的具有半导体性的T-ZnO晶须均匀分散在环氧树脂中,相互搭接形成导电通路,而起抗静电作用,使环氧树脂材料的体积电阻率降低了4～5个数量级.     

化学气相反应合成单分散性碳纳米管研究

采用液相注入的化学气相流催化反应,在乙醇为碳源和二茂铁为催化剂的反应系统中加入微量的水,在氩气流中高产率合成出具有氧化基表面、高结晶度和大内管径的多壁碳纳米管.此方法合成的碳管可高浓度分散于乙醇、苯、甲苯、二甲苯、正己烷等有机溶剂中.高分辨电镜观察碳管端部呈开口状,碳管表层部分有缺陷,但管内碳层完整、排列整齐、呈高度结晶态.光电子能谱(XPS)分析测得碳管表面有碳氧键.由此可知,在反应系统中加入微量的水一方面活化了催化剂、提高了碳管产率,另一方面产生了氧化的碳管表面.对碳管进行氧化处理获得可分散纳米碳管是实现其众多应用的关键步骤,常规采用酸处理氧化或热氧化等后续处理方法,但这些处理常常导致破坏结晶性,降低材料性能.本工作采用一步法高产率合成出具有氧功能化表面的、可分散、高结晶度的碳纳米管,这对碳管的制备及相关应用具有重要意义.     

T-ZnO晶须表面改性及在环氧树脂抗静电漆中的应用

研究了T-Zn0晶须对环氧树脂复合材料抗静电性的影响。采用SEM、IR等测试手段，对T-ZnO晶须改性前后的变化进行了表征与分析，结果表明：以无水乙醇为溶剂，表面活性剂聚乙二醇改性的具有半导体性的T-ZnO晶须均匀分散在环氧树脂中，相互搭接形成导电通路，而起抗静电作用，使环氧树脂材料的体积电阻率降低了4～5个数量级。     

短纤维/ABS树脂复合材料导电导热性能研究

以沥青基短纤维为填料、ABS树脂为基体,采用热压成型工艺制备了短纤维/ABS树脂复合材料,研究了短纤维在复合材料中的分散形貌及其含量和长度对复合材料导电、导热和抗冲击性能的影响。研究结果表明:短纤维在复合材料中分散较为均匀,可以形成较好的导电和导热网络。复合材料沿垂直热压方向的室温电阻率和热导率随短纤维含量和长度的增加而分别呈降低和升高趋势,其电阻率具有明显的"渗逾"现象,添加0.5mm长的纤维粉的复合材料的导电突变用量约为13wt.%,其电阻率为0.6Ω·m,而填充长度为3mm和6mm短纤维的复合材料的渗逾值约为11wt.%,相应电阻率降低至9.0×10-3Ω·m和1.0×10-3Ω·m。当3mm长短纤维含量为29wt.%时,复合材料的室温热导率为23.3W/m·K,较纯ABS树脂提高了136倍。     

快速固化碳纳米管/苎麻纤维/环氧树脂复合材料层板的制备与性能

针对植物纤维/树脂基复合材料高性能化问题,本研究以羟基化碳纳米管/无水乙醇分散液预先浸渍苎麻纤维织物,得到了碳纳米管分散均匀的碳纳米管/苎麻纤维多尺度复合织物,并进一步以快速固化环氧树脂为基体,采用真空辅助树脂灌注成型工艺(VARI)制备了碳纳米管改性的苎麻纤维/环氧树脂基复合材料层板(PRFC)。研究结果表明,相比未采用碳纳米管改性的苎麻纤维/环氧树脂复合材料(RFC),PRFC的弯曲强度提高14.7%,冲击强度提高20.9%。相比碳纳米管预先分散于环氧树脂基体中制备的碳纳米管改性苎麻纤维/环氧树脂复合材料(MRFC),PRFC的力学性能提高更显著。同时,PRFC的吸湿性能比MRFC和RFC的明显降低。