碳纳米管在聚合物基体中的分散与有序排列研究--(Ⅰ)碳纳米管在聚合物基体中的分散

聚合物/碳纳米管（CNT）纳米复合材料，可将聚合物良好的加工性能和碳纳米管（CNTs）优异的功能化性质结合起来.目前，面临的主要挑战之一是如何提高CNTs在聚合物基体中的分散性.文中综述了优化物理共混、原位聚合和化学修饰等方法在改善CNTs在聚合物基体中分散性方面的最新研究动态。     

酸处理碳纳米管/PBO复合材料的制备与表征

用原位聚合法成功地制备了碳纳米管/聚对苯撑苯并双口恶唑(PBO)复合材料。用FT-IR、XPS、SEM和AFM对碳纳米管和所制备的复合材料进行了表征,结果表明,碳纳米管的酸处理效果好,表面含有C-O、COOH等极性官能团;复合材料中碳纳米管在聚合物基体中分散均匀,两相界面间存在较强的作用力。     

聚合物/碳纳米管复合材料研究进展

聚合物／碳纳米管复合材料近年来引起人们广泛的关注。本文综述了聚合物／碳纳米管复合材料的研究进展，重点介绍了聚合物／碳纳米管复合材料的类型、制备方法及力学、电学和光学性能等。     

碳纳米管增强聚合物基复合材料进展

碳纳米管具有超常的力学性能、电性能和热性能,碳纳米管增强复合材料被认为是最有潜力的结构功能一体化复合材料.从阻碍碳纳米管复合材料高性能化的主要因素、碳纳米管复合材料增强体、碳纳米管复合材料成型工艺、碳纳米管复合材料性能等方面讨论了碳纳米管聚合物基复合材料的研究现状.     

碳纳米管在聚合物基体中的分散与有序排列研究--(Ⅱ)碳纳米管在聚合物基体中的有序排列

提高碳纳米管（CNTs）在聚合物基体中排列的有序性，对推动聚合物/碳纳米管（CNT）纳米复合材料的研究、应用和发展具有重要的意义.本文从离位（exo-situ）有序排列、力场取向、磁场取向和静电纺纱技术等方面，综述了提高CNTs在聚合物基体中有序排列方法的最新研究进展。     

碳纳米管/聚合物复合材料界面结合性能的研究进展

碳纳米管(CNT)优异的力学性能使其成为复合材料优选的增强体。CNT/聚合物复合材料的力学性能主要受其界面结合性能的影响。综述了CNT/聚合物复合材料界面结合性能的研究方法和研究现状。对CNT/聚合物复合材料界面结合性能的研究,实验上采用微观表征技术、拉曼光谱分析技术和纳米力学拔出法,分子模拟方法则是通过对CNT施加位移或外力模拟CNT从聚合物基体中的抽拔过程。概述了聚合物的类型、晶态结构以及CNT的手性、功能化处理等因素对CNT/聚合物复合材料界面结合性能的影响,并展望了CNT/聚合物复合材料界面结合性能未来研究的重点方向。     

陶瓷/碳纳米管复合材料的制备、性能及韧化机理

评述和讨论了碳纳米管增强陶瓷基复合材料的制备工艺,包括碳纳米管在陶瓷基体上的分散和材料的烧结成型,添加碳纳米管后材料力学性能、导电和导热等物理性能的改善以及韧化机理,指出碳纳米管在陶瓷材料基体上的均匀分散,碳纳米管在组织中存活,碳纳米管与陶瓷基体的界面结合状态是影响碳纳米管增强陶瓷基复合材料性能提高的关键.     

多壁碳纳米管/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的结构与导电性能

采用超声波辅助溶液共混的方式制备多壁碳纳米管/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料,采用扫描电镜及广角X衍射仪对复合材料的微观相态结构进行了分析,对复合材料的物理机械性能及导电性能进行了测试.结果表明:采用溶液混合并用超声辅助分散的方法可使纳米多壁碳纳米管在PMMA基体中分散良好,在碳纳米管含量较低的情况下就可以获得导电性能及物理机械性能良好的复合材料.     

聚合物/碳纳米管复合材料纤维的制备和性能

碳纳米管增强聚合物基体复合材料纤维是近几年发展起来的一个新的研究方向。从制备方法的角度对复合材料纤维进行了分类,评述了复合材料纤维的制备方法及其结构和性能研究的最新进展。并对存在的问题及今后的研究方向进行了展望。     

碳/导电聚合物复合电极材料的研究进展

阐述了碳材料和导电聚合物作为超级电容器电极材料的研究进展,对比了其电化学性能,尤其是碳纳米管与聚苯胺、聚吡咯的复合材料。这些材料虽在超级电容器应用方面取得了一些突破,但在循环寿命、聚合物易脱落等方面仍存在问题,另外碳纳米管昂贵的价格也限制了其在工业上的应用。展望了一种柔性石墨纸作基体复合导电聚合物的新型复合材料,在电化学性能方面也取得了很好的效果。     

碳纳米管纸/聚合物复合材料制备及其性能研究进展

碳纳米管纸(又称巴基纸)/聚合物复合材料是纸状的碳纳米管薄层和聚合物复合制成的新型高性能复合材料。巴基纸/聚合物复合材料的制备方法主要有真空过滤热压法、原位电化学法和等离子体法。此种新型碳纳米管复合材料具有优异的电磁屏蔽、力学和电学性能。综述了巴基纸/聚合物复合材料的制备方法、性能及其应用前景。     

碳纳米管在聚合物基吸波隐身复合材料上的应用

针对新一代吸波隐身材料要求吸收强、宽频带、质量轻、厚度薄、功能多、红外微波吸收兼容以及具有优良的其他综合性能的要求,利用碳纳米管(CNTs)特殊的电磁吸波特性,以及聚合物优良的材料性能,研究开发碳纳米管聚合物基复合吸波功能材料是实现该技术的有效途径.从吸波材料的隐身机理出发,阐述了碳纳米管的电磁吸波特性,着重介绍了碳纳米管聚合物基吸波隐身复合材料的最新研究进展,并提出了该类材料今后发展着重应解决的技术问题.     

Effect of functionalized carbon nanotubes on the mechanical properties of epoxy-based composites

Abstract

In this research, composites reinforced with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) in terms of their capability of absorbing energy during ballistic impact and tensile test were investigated. In order to investigate the effect of functional groups on mechanical properties of multi-wall carbon nanotubes composites, multi-walled carbon nanotubes were functionalized by COOH and NH₂. In order to investigate the penetration resistance of produced composites, the ballistic impact test with the high velocity was used. Results of the ballistic impact test imply that composites which benefit from carbon nanotubes with the carboxylic functional group have the highest value of the energy absorption. Results of the tensile test indicate, the interaction between carbon nanotubes with the carboxylic agent and the polymer matrix is much better. The ultimate stress for the sample containing nanotubes with hydroxyl functional group is 55% higher compared with the sample which does not contain any nanotubes. Reinforced composite samples which contain carbon nanotubes with the carboxylic functional group absorb 57.63% of the projectile energy and represent a better performance compared to the sample without nanotubes and the sample which consists of nanotubes with the amine functional group. The results of this study show that, uniform dispersion of nanotubes in the polymer matrix can profoundly affect mechanical properties especially the tensile strength. By functionalizing nanotubes and creating suitable functional groups, the cohesion between nanotubes and the matrix can be improved.     

碳纳米管的功能化及其在聚合物结构复合材料中的应用

总结了可用于复合材料制备的碳纳米管的功能化形式和内容，简要评述了功能化碳纳米管在聚合物结构复合材料制备中的应用情况，并展望了今后的研究方向。     

不同固化剂对MWNTs/EP复合材料导电性能的影响

采用己二胺和丙烯酰胺为原料,利用迈克尔加成反应合成了一种脂肪族胺类固化剂B,并用它与添加了多壁碳纳米管(MWNTs)的环氧树脂固化制备了B/MWNTs/环氧复合材料.利用傅立叶红外光谱、Novocontral宽频介电谱测试仪对合成固化剂B的结构及复合材料的介电性能进行了表征,并从电导、介电常数、损耗3个方面与常用固化剂DDS/MWNTs/环氧复合材料的性能进行了比较和理论分析.结果表明,固化剂种类对MWNTs/EP复合材料的电性能有较大的影响,使用含有导电π键的DDS作为固化剂要比长碳链的胺类固化剂B更容易达到逾渗点,即使添加少量MWNTs就可以达到好的电性能.     

含碳纳米管的聚合物复合材料研究进展

介绍了近年来含碳纳米管的聚合物复合材料的研究状况,对直接共混法、原位聚合法和溶胶-凝胶法三种制备含碳纳米管聚合物复合材料的工艺进行了比较分析,指出了含碳纳米管聚合物复合材料研究中面临的一些问题,并探讨了该类复合材料的发展方向。     

Recent Advances in Research on Carbon Nanotube–Polymer Composites

Carbon nanotubes (CNTs) demonstrate remarkable electrical, thermal, and mechanical properties, which allow a number of exciting potential applications. In this article, we review the most recent progress in research on the development of CNT–polymer composites, with particular attention to their mechanical and electrical (conductive) properties. Various functionalization and fabrication approaches and their role in the preparation of CNT–polymer composites with improved mechanical and electrical properties are discussed. We tabulate the most recent values of Young's modulus and electrical conductivities for various CNT–polymer composites and compare the effectiveness of different processing techniques. Finally, we give a future outlook for the development of CNT–polymer composites as potential alternative materials for various applications, including flexible electrodes in displays, electronic paper, antistatic coatings, bullet‐proof vests, protective clothing, and high‐performance composites for aircraft and automotive industries.     

电场诱导碳纳米管在聚合物中定向有序排列的研究进展

碳纳米管特殊的结构和优异的性能使之成为复合材料增强的首选填料,综述了电场条件下碳纳米管在聚合物中有序排列的研究进展。分析了电场类型、碳纳米管表面官能化、加电时间、碳纳米管尺寸和含量等因素对电场诱导碳纳米管有序排列的影响,讨论了定向有序排列的碳纳米管对复合材料的力学、电学和热学等性能的影响,分析了碳纳米管定向排列机理以及碳纳米管定向程度的表征方法。