聚合物CNTs复合材料制备及其力学性能影响因素.pdf

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1、第40卷，第4期工程塑料应用Vo1．40·No·4912012年4月ENG1NEERINGPLASTICSAPPLICATIONApr．2012doi：lO．3969／j．issn．1001-3539．2012．04．024聚合物／CNTs复合材料制备及其力学性能影响因素徐井利，王丹勇，陈以蔚，李树虎，秦贞明，刘成阳(中国兵器工业集团第五三研究所，济南250031)摘要：综述了近年CNTs增强聚合物复合材料的制备方法，重点分析了制备过程中影响复合材料力学性能的主要因素，总结了聚合物／CNTs复合材料制备过程中存在的技术难题并对其未来的发展应用进行了展望。关键词：CN

2、Ts；聚合物；制备；力学性能中图分类号：TQ327．8文献标识码：A文章编号：1001-3539(2012)04—0091—05PreparationandInfluenceFactorsofMechanicalPropertiesofPolymer／CarbonNanotubesCompositesXuJingli，WangDanyong，ChenYiwei，LiShuhu，QinZhenming，LiuChengyang(CNGCInstitute53，Jinan250031，China)Abstract：Thepreparationmethodsofcarbo

3、nnanotubesembeddedinpolymermatricescompositesweresummarizedTheinfluencingfactorsduringpreparationprocessonmechanicalpropertiesofthecompositesweremainlyanalyzed．Thetechnicalproblemsduringcomposite’Spreparationprocessweresummarised．andthedevelopmentofpolymer／CNTscompositeswasprospected．K

4、eywords：carbonnanotubes；polymer；preparation；mechanicalproperties1991年S．Iijiman⋯在用电弧法制备富勒烯时，首先程中还不能制备出具有统一直径和长度的高纯CNTs，且在发现了碳纳米管(CNTsoCNTs是由石墨烯卷曲形成的无制备中还会产生诸如无定形碳、碳纳米粒子、催化剂粒子等缝纳米管，两端由类似富勒烯结构的碳帽封口，其径向尺寸杂质，因此CNTs与聚合物复合时需要对CNTs进行纯化处是纳米级，轴向尺寸可达厘米级。CNTs可分为单壁CNTs理。同时，为了得到性能优异的复合材料，需要对CNTs进(SW

5、NTs)和多壁CNTs(MWNTs)，SWNTs根据其手征行修饰、分散处理，这些处理会使得聚合物／CNTs复合材料性不同分为锯齿形、扶手形和手性CNTs，锯齿形和扶手形制备技术复杂化。目前聚合物／CNTs常规制备方法主要有CNTs属于非手性CNTs。理论预测和试验研究表明CNTs如下四种。模量高达1TPa，强度可达200GPa，同时具有长径比大，热、1．1溶液混合法电、光学等性能优异的特点。因此，近些年众多科学工作者溶液混合法是将纯化修饰的CNTs、聚合物分别加至开展了CNTs相关领域研究工作，并取得了显著成果。尤其溶剂中或将纯化修饰的CNTs直接加入液态聚合物中均

6、匀1994年EM．AjayanE2]等将CNTs加入至环氧树脂(EP)中，混合，同时对CNTs分散，最后通过蒸发或沉淀析出等手段首次制得了EP／CNTs复合材料，该类复合材料将CNTs优来除掉溶剂制备出复合材料。J_H．Choi等先将纯化后异的综合性能与聚合物质轻、易成型的特点相结合，使EP材MWNTs用体积比为3：1的HSO和HNO3的混合酸进行酸料性能提升。由此，聚合物／CNTs复合材料开始成为研究化处理后干燥，然后将20g聚砜(PSU)溶解在80gN一甲热点。基．2一吡咯烷酮(NMP)中，匀速搅拌后形成PSU／NMP溶近些年来，CNTs增强聚合物复合材料制备技

7、术在国内液，取2．3g修饰的MWNTs溶解在97．7gNMP中，经超外虽有众多研究，但到目前为止，尚无可靠、实用的制备技术声分散后形成悬浮液，再将两种溶液混合后形成的混合液供工程化生产应用。笔者首先对近些年聚合物／cNTs复合浇铸成型制备了PSU／MWNTs复合材料薄膜，结果发现薄材料的制备方法进行总结，然后对制备过程中影响复合材料膜的选择渗透性与MWNTs的含量有关。FengJ．T．等¨利力学性能的因素进行了重点分析，为科研人员对其制备技术用溶液混合法将MWNTs和MWNTs／FeO分别加入至聚做进一步深入研究提供借鉴。乳酸(PLLA)中制备出PLLA／MWN