文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
多壁碳纳米管的表面改性及其与环氧树脂复合研究
姓名:刘济林
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:陈宪宏
20110410
摘要多壁碳纳米管独特的结构特点赋予了其优异的性能,自发现以来倍受研究者的关注,有望成为先进复合材料的理想增强体。然而,原始一方面因其易缠绕、团聚,使其在聚合物基体中难以分散均匀,另一方面,因表面呈化学惰性,使其难以与基体材料形成强的界面结合力,从而限制了其应用范围。功能化是解决这两个问题的有效途径,现已成为近年来的研究热点。本研究在对进行氧化的基础上,利用硅烷偶联剂对其进行进一步功能化处理,选择环氧树脂作为基体材料,功能化后的为增强体,采用溶液共混法制备了碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料,研究了对复合材料力学、热性能以及电性能的影响。首先,通过采用三种氧化体系/,疜,疕对原始进行氧化处理的比较,发现采用体系所获得的产物的综合效果最佳,的管状结构未见明显破坏。在此基础上,采用硅烷偶联剂对其进行表面改性,采用红外光谱、拉曼光谱、热失重、电位激光粒度分析仪、场发射扫描电镜、能量散射谱分析仪以及透射电镜对表面改性的样品进行了表征,研究结果显示氧化表面接上硅烷分子,氧化与改性后样品均能在水相中形成稳定的分散。其次,采用溶液共混法制备了/基复合材料,考察改性后不同含量对复合材料力学性能、热学性能以及导电性能的影响,研究结果表明,与未处理碳管相比功能化在基体树脂中分散效果和界面作用得到显著增强,复合材料的力学性能和导电性显著提高,并保持较好的热稳定性;当添加量达到ナ弊酆狭ρ阅茏罴选关键词:多壁碳纳米管;环氧树脂;硅烷偶联剂;功能化;复合材料;溶液共混多壁碳纳米管的表面改件及】痡环瓴树脂复合研究
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插图索引谆诫虑饴然锕δ芑疭图硅烷偶联剂功能化多壁碳纳米管流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图冲击样条的形状及尺寸示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图拉伸样条的形状及尺寸示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图弯曲样条的形状及尺寸示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图氧化样品红外光谱图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图氧化样品的馄淄肌图氧化样品的肌图氧化样品在去离子水中的分散性照片⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图硅烷偶联剂表面修饰示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。.样品能谱扫描区域敖峁⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。.在去离子水中的分散性照片⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.场发射扫描图和透射电镜图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‰⋯⋯%.不同添加量对复合材料冲击强度的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.不同添加量对复合材料拉伸强度的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.不同添加量对复合材料拉伸模量的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..不同添加量对复合材料弯曲强度的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...不同添加量对复合材料弯曲模量的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.../复合材料图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯./⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.不同含量复合材料对热性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯虳慕峁故酵肌图氧化样品的曲线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...红外光谱图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..热失重曲线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图/复合材料的形貌..含量与复合材料体积电阻率之间的关系曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图Ⅵ多壁碳纳米管的表面改歧’贰〤树脂复合研究
附表索引表本文中的样品代号及其含义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表滴定测试结果:氧化样品表面羧酸含量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.馐越峁貉趸繁砻骠然媵腔е芈省电位与平均粒径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表坝卜学沦叟
第绪论引言纳米复合材料的概念由晏岢觯氪掣春喜料相比,构成纳米复合材料的两相蚨嘞的微观结构中,,成为年代后发展最为迅速的新兴复合材料。采用不同的基体,可以构成不同类型的纳米复合材料【卜引。例如:陶瓷基纳米材料,金属基纳米材料、聚合物基纳米材料。特别是聚合物基纳米材料,由于其基体材料在加工上的优势,使得其无论在理论研究还是应用方面都得到了迅速的发展。聚合物纳米复合材料且愿叻肿泳酆衔镂;澹无机纳米填料做为分散相的有机/无机纳米