反应性碳纳米管的制备及其对环氧树脂力学性能的影响
环氧树脂拥有较好的综合性能，但其力学性能较低，耐热性差，树脂本身的脆性大，使其应用受到较大限制。碳纳米管作为一种新材料，有着优异的力学、电学和热学性能而被视为一种理想的增强体。然而，尽管碳纳米管复合材料的制备和性能研究已有很多报道，碳纳米管在改善树脂基体力学性能方面并不理想，碳纳米管的分散与树脂的界面结合问题，以及复合材料性能稳定性等都未得到很好的解决。通过有效方法改善碳纳米管的表面状态，促进碳纳米管在环氧树脂基体中的分散性及稳定性，提高与聚合物基体的结合，是制备优良复合材料的关键。
本文以碳纳米管为原料，通过对多壁碳纳米管进行酸化改性，使其表面接上羧基，然后进行酰氯-酰胺化，在表面化学接枝的基础上通过高能超声处理，得到液体反应性纳米增强体，将其加入双酚A型环氧树脂，制备出反应性纳米增强体改性环氧树脂。
通过对反应性纳米增强体进行分析表征，并对其改性环氧树脂的微观形貌、力学性能和热稳定性能进行研究，得到了反应性纳米增强体各组分的最佳配比。研究结果表明，本文制备的反应性纳米增强体在环氧树脂基体中易于分散，并且与树脂基体形成了良好的界面结合，有效地提高了树脂基体的力学性能。加入0.5wt％反应性纳米增强体后，环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了37.5％，40.0％和207.7％，同时玻璃化转变温度可提高17℃。测量环氧树脂与T-700碳纤维的接触角发现，反应性纳米增强体的加入可以改善环氧树脂基体对T-700碳纤维的浸润效果。对环氧树脂固化反应的研究表明，反应性纳米增强体改性后的环氧树脂固化反应活化能降低，具有更高的固化反应活性。
碳纳米管;表面官能化;环氧树脂;力学性能;纳米增强体;微观形貌
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
隋刚
2010
中文
TB383;TQ323.5
47
2010-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）