检索结果-南通市图书馆

作者：赵元旭郑州大学

学位级别：硕士

本文以多壁碳纳米管作为填料,聚碳酸酯(PC)作为聚合物基体,制备了具有不同填料含量的纳米复合材料,主要研究多壁碳纳米管对复合材料微观结构、力学性能、热稳定性等性能的影响。利用硅烷偶联剂KH550对羟基化多壁碳纳米管(H-MWNTs)进行... 详细信息

本文以多壁碳纳米管作为填料,聚碳酸酯(PC)作为聚合物基体,制备了具有不同填料含量的纳米复合材料,主要研究多壁碳纳米管对复合材料微观结构、力学性能、热稳定性等性能的影响。利用硅烷偶联剂KH550对羟基化多壁碳纳米管(H-MWNTs)进行化学改性,以达到提高多壁碳纳米管分散性和界面粘结强度的目的。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和能量色散谱(EDS)对硅烷改性后的多壁碳纳米管(S-MWNTs)进行表征,结果表明KH550成功接枝到多壁碳纳米管表面。利用热重分析仪(TGA)对S-MWNTs上接枝的KH550相对含量进行了定量表征。然后,利用熔融混合法制备了多壁碳纳米管/聚碳酸酯纳米复合材料,并对复合材料的拉伸性能和动态热力学性能进行了研究。结果表明,与H-MWNT/PC复合材料相比,S-MWNT/PC复合材料的储能模量、拉伸强度和拉伸韧性均有提高。运用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的微观结构(主要是分散性和界面结合)进行了细致的观察。在此基础上,利用透射电子显微镜(TEM)对S-MWNTs和PC的界面粘结情况进行了表征。SEM和TEM实验结果表明,硅烷偶联剂改性有利于提高MWNTs在PC基体中的分散性以及界面粘结强度,从而增强MWNT/PC纳米复合材料的性能。多壁碳纳米管较大的长径比会使其相互缠结在一起,易形成团聚体,不利于在聚合物基体中的均匀分散。本文尝试通过截短多壁碳纳米管长度的方法来降低缠结程度,以提高多壁碳纳米管在聚合物基体中的分散性。利用模压法制备了短多壁碳纳米管/聚碳酸酯(s MWNT/PC)复合材料和羧基化短多壁碳纳米管/聚碳酸酯(s OMWNT/PC)复合材料。对比研究了两种复合材料的热稳定性和拉伸性能,结果发现:与纯PC相比,s MWNT/PC复合材料的起始热分解温度和力学性能均有明显降低,而s OMWNT/PC复合材料的起始热分解温度降低不明显,且力学性能明显提高。同时,研究了s OMWNT/PC复合材料的动态热力学性能,结果发现:复合材料的玻璃化转变温度(Tg)随着s OMWNTs含量的增加而降低;当s OMWNTs含量为3 wt.%时,复合材料的储能模量达到最大值。

关键词：多壁碳纳米管聚碳酸酯纳米复合材料微观结构力学性能热稳定性

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