环氧树脂／碳纳米管复合材料的性能研究.pdf

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1、■—■一曼环氧树脂／碳纳米管复合材料的性能研究张筠赵永克张寒吴湘锋(石家庄铁道大学材料科学与工程学院，河北省交通工程材料重点实验室，河北石家庄，050043)摘要：采用溶液混合法制备了环氧树脂／碳纳米管复合材料，探讨了碳纳米管的含量对复合材料拉伸和导电性能的影响。结果表明：随着碳纳米管含量的增加，复合材料的拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率均先提高后降低；当其质量分数为0．6时，复合材料拉伸性能达到最优值且比纯环氧树脂分别提高了82．5，40．2和43．8％。复合材料的电导率呈现典型的渗阈行为，当碳纳米管的质量分数

2、为1．8时，复合材料电导率为1．31×1O～S／m，达到了半导体级别。关键词：环氧树脂碳纳米管拉伸性能电性能DOI：10．3969／jissn．1004．3055．2016．06．003、PerformanceResearchonEpoxyResin／CarbonNanotubesComposites：ZhangYunZhaoYongkeZhangHanWuXiangfeng：(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，HebeiProvincialKeyLaboratory

3、ofTrafficEngineeringMaterials，ShijiazhuangTiedaoUniversity，Shijiazhuang，Hebei，050043)：Abstract：Epoxyrensin／carbonnanotubes(CNTs)compositeswerefabricatedviaaSO一：：lutionblendingmethod．Tensileandelectricalpropertiesoftheas—preparedcomposites：：werediscussed．Test

4、resultsoftensilepropertiesshowedthatthetensilestrength，：Young’smodulusandelongationatbreakwerefirstincreasedandthendecreasedwiththeincreasingoftheCNTsloading．Whenitwas0．6，theyreachedthemaximumvalueswhichwere82．5，40．2and43．8，respectively，andmotethanthoseofthe

5、pureep—：oxysamples．Moreover，testresultsofconductivepropertiesshowedthattherewastypi一：：calpercolationbehaviourfortheas—preparedsamples．Theconductivityoftheas—prepared：；samplewas1．31×10S／mwhentheCNTsloadingwas1．8，whichachievedthesemi—i；conducf。rgrade．i：Keyword

6、s：epoxyresin；carbonnanotubes；tensileproperties；electricalproperties：环氧树脂是一类典型的热固性聚合物，具有优实际测试结果研究了复合材料的导电性能。异的制品尺寸稳定性、耐化学腐蚀性，被广泛地应用于航空航天、电子等众多领域_1]。但韧性、抗冲1试验部分击性能，导电性能较差；限制了它的进一步应用。相关报道显示：添加少量的碳纳米管(CNTs)就可1．1试验原料明显提高环氧树脂基体的力学、导电等性能r2]。CNTs，密度0．22g／cm。，羧基质量分数为

7、尽管针对CNTs改性环氧树脂的研究已取得了许2％，中国科学院成都有机化学有限公司；双酚A多进展，但是从理论上讨论CNTs改善环氧树脂的力学性能和导电性能仍然少有报道。下面以丙酮为稀释剂采用溶液混合法制备了收稿日期：2016-05—27；修改稿收到日期：2016一10一I9。作者简介：张筠(1964一)，女，实验师，主要从事高性能树脂环氧树脂／CNTs复合材料，先从宏观角度讨论了基复合材料的研究。CNTs的含量对复合材料拉伸性能和导电性能的*通信联系人。E-mail：wuxiangfeng@stdu．edu．cn

8、。影响；然后采用混合定律和Halpin—Tsai理论对样基金项目：河北省自然科学基金(E2013210011)，河北省高品的细观力学进行了分析，另外基于渗阈理论结合等学校科学技术研究青年基金项目(Q2o12111)。张筠等．环氧脂／碳纳米管复合材料的性能研究环氧树脂，Airstone760E，美国陶氏化学公司；胺在1737cm不1ll673cm附近出现明的类复合同化剂，Airstone