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《大连理工大学》 2008年
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碳纳米管/含二氮杂萘酮联苯结构聚合物新型复合材料

冯学斌  
【摘要】: 含二氮杂萘酮联苯结构高性能聚合物是本研究团队开发成功并具有自主知识产权的一类新型特种工程塑料,具有耐高温、可溶解、综合性能优异的特点,在军工航天等领域有着广泛的应用前景,是制备高性能复合材料非常理想的基体选材。近年来,碳纳米管以其优良的导电性能和卓越的机械性能在开发新型功能复合材料方面已经成为研究热点。本文结合以上两种材料的优异性能,采用不同方法制备了多种碳纳米管/含二氮杂萘酮联苯结构聚合物复合材料,以期得到具有较好电学性能、力学性能的新型耐高温功能材料,满足高技术领域对该类功能材料的迫切需求。重点考察了制备方法以及碳纳米管官能化改性对复合材料结构和性能的影响。并探索性的研究了碳纳米管/含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚砜酮复合材料的微波吸收性能,为开发高性能吸波隐身材料提供了实验基础和理论支持。 本文以两种典型的含二氮杂萘酮联苯结构高性能聚合物(聚芳醚砜酮PPESK和聚芳酰胺PPEA)为基体,酸纯化处理的碳纳米管为填料,分别通过溶液共混、原位复合等方法制备复合材料。采用红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜等方法对复合材料结构进行表征,并测试了复合材料的力学性能、导电性能以及耐热性能。考察了碳纳米管含量、制备方法等因素对复合材料结构及性能的影响。结果表明碳纳米管的加入明显提高了复合材料的导电性能,随碳纳米管含量增加复合材料导电性的变化呈现出典型的渗流现象。复合材料的力学性能和耐热性能也随碳纳米管的加入有一定程度的提高。对比不同的制备方法,通过原位法得到的复合材料,碳纳米管在基体中有更为充分的分散,填料和基体之间有较好的界面结合,其导电性能和力学性能都优于相同含量通过溶液共混法制备的复合材料。 本文选用与聚合物基体化学结构相近的含二氮杂萘酮联苯结构二胺与酰氯化的碳纳米管发生酰胺反应,制备了含二氮杂萘酮联苯结构二胺有机官能化改性碳纳米管,再使用官能化的碳纳米管通过溶液共混的方法分别与PPESK、PPEA基体制备复合材料。采用红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜、热失重等方法对有机官能化碳管及其复合材料的结构进行表征,并对复合材料的力学性能、导电性能及耐热性能进行测试。结果表明通过共价作用含二氮杂萘酮联苯结构二胺键合在碳纳米管的表面。采用有机官能化改性碳纳米管制备复合材料,与未官能化改性碳管相比,提高了碳管在基体中的分散程度,改善了填料和基体间的界面相互作用。复合材料的导电性能和力学性能优于相同含量的未改性碳纳米管复合材料。 本文通过化学沉积镀镍的方法对碳纳米管进行表面改性,制备了镀镍碳纳米管,并采用扫描电镜和能量散射光谱对其结构及元素组成进行了表征。结果表明金属镍能够较为均匀地涂覆在碳纳米管的表面,在镀镍过程中使用超声振荡有利于得到高质量的镀层。在此基础上,通过溶液共混法制备了镀镍碳纳米管/PPESK复合材料,并与未镀镍碳纳米管/PPESK复合材料进行对比研究,考察了材料的导电性能、微波吸收性能、力学性能及耐高温性能。复合材料的导电性能测试表明,镀镍碳纳米管/PPESK复合材料比碳纳米管/PPESK复合材料具有相对更好的导电性,两种复合材料的体积电阻率在几乎相同的碳管含量范围内展示了类似的渗流转变行为。微波吸收性能测试表明,镀镍碳纳米管/PPESK与碳纳米管/PPESK复合材料相比,反射损耗小于-10 dB的频率范围有拓宽的趋势,并且展示了更低的反射损耗最小值。镀镍碳纳米管/PPESK复合材料具有更好的吸波性能,归因于填料碳纳米管化学沉积镀镍处理提高了材料的电磁特性。在研究的碳管含量范围内,碳纳米管/PPESK复合材料的导电性和微波吸收性之间存在很好的线性相关性,而这种线性相关性并没有出现在镀镍碳纳米管/PPESK复合材料中。当镀镍碳纳米管加入到PPESK基体中,复合材料的拉伸性能和高温稳定性能被进一步提高,这有利于制备综合性能优异的微波吸收复合材料。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB332

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘少琼,张军,蹇锡高;聚醚砜酮树脂基摩擦材料的性能研究[J];工程塑料应用;2000年02期
2 施冬梅,邓辉,杜仕国,田春雷;雷达隐身材料技术的发展[J];兵器材料科学与工程;2002年01期
3 曹茂盛,高正娟,朱静;CNTs/Polyester复合材料的微波吸收特性研究[J];材料工程;2003年02期
4 姬海宁,张怀武;纳米碳管的研究与发展[J];磁性材料及器件;2001年04期
5 彭静,蹇锡高,刘少琼,郭晓园;PPESK树脂基复合材料的摩擦磨损性能[J];材料研究学报;2001年02期
6 蹇锡高,朱秀玲,陈连周;二氮杂萘联苯型聚芳醚聚合机理的探讨[J];大连理工大学学报;1999年05期
7 朱秀玲,卢冶,李建丰,蹇锡高;含杂萘类三联苯结构聚芳酰胺酰亚胺合成与性能[J];大连理工大学学报;2002年04期
8 吴音,缪卫国,周和平;纳米碳管及相关材料的电性能[J];电子元件与材料;1997年01期
9 刘祥萱,王煊军;雷达波吸收剂的研究进展[J];电子对抗技术;2002年04期
10 唐春华;化学镀镍配方优化及质量控制[J];腐蚀与防护;2002年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 廖功雄;含二氮杂萘酮结构聚醚酮和聚醚砜的改性研究[D];大连理工大学;2002年
2 刘程;含二氮杂萘酮联苯结构聚芳酰胺的合成及其耐热性和溶解性研究[D];大连理工大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 戴芳,闫恒梅,孙安垣;2000年我国热塑性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2001年04期
2 戴芳,谈桂春,阎恒梅,孙安垣;2002年我国热塑性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2003年04期
3 邵鑫,薛群基,马春林,温路新;载荷、速度及环境温度对聚醚砜酮摩擦磨损性能的影响[J];工程塑料应用;2003年12期
4 戴芳,柳洪超,孙安垣;2004年我国热塑性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2005年04期
5 喻光辉,曾繁涤;聚氨酯/碳纳米管复合材料力学及电性能研究[J];工程塑料应用;2005年06期
6 王燕;廖功雄;蹇锡高;王海连;郑亮;;PPESK/TK/石墨复合材料的摩擦磨损性能研究[J];工程塑料应用;2006年04期
7 郑国禹;;导电高分子在隐身材料中的应用[J];工程塑料应用;2007年02期
8 黄永辉;黄英;李玉青;;导电聚吡咯/无机纳米复合材料研究进展[J];工程塑料应用;2007年06期
9 李鹏辉;汪称意;李光;江建明;;可溶性含氟聚芳醚酰胺的合成与性能研究[J];工程塑料应用;2009年07期
10 徐亚娟;刘少兵;廖功雄;蹇锡高;;杂萘联苯聚芳醚酮改性环氧树脂的结构与性能[J];工程塑料应用;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱利平;朱宝库;徐又一;;耐高温聚芳醚砜酮中空纤维膜的制备与性能[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
2 陈棱;章文勋;;扭框微结构的手征特性及其掺杂而成的旋波媒质[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
3 王伟;段跃新;肇研;石凤;;气相白炭黑对环氧树脂流变特性的影响[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
4 陈小立;阎克路;赵择卿;;纳米吸波材料在人体防护中的现状及发展方向[A];'2001功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2001年
5 魏美玲;周长灵;滕祥红;李贵佳;;国内外隐身材料发展概况及趋势[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2003年学术年会论文集[C];2003年
6 廖绍彬;尹光俊;董晓武;;一种新的吸波材料—手性材料[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
7 何显运;张兴华;周彦豪;;吸波材料的研究进展[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
8 王函;徐国跃;翁履谦;王芹;王秀华;;微米级硫化物半导体的红外发射率研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
9 毕红;吴先良;李民权;孙涛;李山东;顾民;;碳纳米管/聚苯胺/钴复合物的制备及其微波吸收特性研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
10 翟宇;聂彦;沈翔;邓联文;;电磁屏蔽材料的研究进展与发展趋势[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 辛浩;石墨烯/碳纳米管力学性能的研究[D];华南理工大学;2010年
2 高敬伟;多形态聚吡咯的制备与吸波性能研究[D];东华大学;2010年
3 鲁江;碳纳米管/Lyocell纤维的研制及其应用初探[D];东华大学;2010年
4 李振华;新型功能化吸附剂的制备及其在金属离子分析中的应用[D];兰州大学;2011年
5 张晶;基于介孔碳载体的高容量超级电容器复合电极材料的制备及性能研究[D];兰州理工大学;2010年
6 王其磊;密封用磁性NBR/Fe_3O_4复合材料与NBR/SrO·6Fe_2O_3复合材料的摩擦磨损与磁学性能研究[D];兰州理工大学;2011年
7 廖文波;聚丙烯酸酯/纳米SiO_2杂化乳液和涂膜的制备与性能[D];华南理工大学;2011年
8 张丽;Fe基双相纳米复合材料的制备与高频性能的研究[D];电子科技大学;2011年
9 钟家春;聚芳醚腈共聚物及其介电功能复合材料研究[D];电子科技大学;2011年
10 赵顺才;基于量子干涉效应的低吸收负折射率介质及相关研究[D];南昌大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李宗鹏;超临界CO_2辅助制备有机/无机纳米复合材料[D];郑州大学;2010年
2 肖红;基于过渡金属材料储氢的机理研究[D];湘潭大学;2010年
3 马春新;新型含呫吨结构和三氟甲基侧基聚芳酰胺的合成与性能研究[D];江西师范大学;2010年
4 刘妍;新型含呫吨结构聚芳醚酮、聚芳醚砜的合成与表征[D];江西师范大学;2010年
5 刘亚南;纳米结构Fe_3O_4的制备与物性研究[D];淮北师范大学;2010年
6 顾艳群;聚乳酸/聚酯共混体系的结构与性能研究[D];华东理工大学;2011年
7 李代雄;二氧化钛与锰氧化物材料的制备及其应用[D];武汉工业学院;2010年
8 朱利;单壁碳纳米管在元素形态分析中的应用[D];武汉工业学院;2010年
9 梁魁;二氧化硅基核壳结构微球的制备[D];中国地质大学(北京);2011年
10 范海宾;多壁碳纳米管/PET复合材料界面相容性的研究[D];太原理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李英俊,林德厚,吴忠文;新型耐高温热塑性工程塑料——聚芳砜的研究与发展概况[J];工程塑料应用;1982年04期
2 孟跃中,蹇锡高,宋宏,郑海滨,AllanS.Hay;杂环取代联苯聚醚酮的流变行为[J];工程塑料应用;1994年03期
3 胡平,范守善,万建伟;碳纳米管/UHMWPE复合材料的研究[J];工程塑料应用;1998年01期
4 刘彦军,蹇锡高,张军,宋宏;含二氮杂萘结构聚醚砜酮酮的流变行为研究[J];工程塑料应用;1998年05期
5 隋刚,徐定宇;塑料摩擦材料的研究进展[J];工程塑料应用;1998年05期
6 刘少琼,张军,蹇锡高;聚醚砜酮树脂基摩擦材料的性能研究[J];工程塑料应用;2000年02期
7 周坤鲁,刘建柱;聚醚酰亚胺成型技术探讨[J];工程塑料应用;2001年06期
8 尹光俊,赵良,廖绍彬, 熊克敏;单层手征性平板微波吸波体[J];北京大学学报(自然科学版);1995年05期
9 张立,刘华,任秉篙,张同达,王力,乔永宽;大型换热器化学镀镍[J];材料保护;1995年01期
10 曾祥云,马铁军,李家俊;吸波材料(RAM)用损耗介质及RAM技术发展趋势[J];材料导报;1997年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;碳纳米管可实现飞机结构表面裂纹自愈合[J];润滑与密封;2008年05期
2 ;碳纳米管可实现飞机结构表面裂纹自愈合[J];材料工程;2008年03期
3 冯学斌;廖功雄;张欣涛;宋媛;靳奇峰;蹇锡高;;多壁碳纳米管/杂萘联苯聚醚砜酮复合材料的制备及性能[J];功能材料;2008年04期
4 冯学斌;廖功雄;董黎明;郑亮;徐亚娟;蹇锡高;;镀镍碳纳米管/PPESK复合材料的制备及微波吸收性能[J];高分子材料科学与工程;2008年12期
5 田乃良,常明,杨保和,许德胜,郑启光;碳纳米管在金刚石薄膜化学沉积上的应用[J];光电子.激光;2000年06期
6 王文英;碳纳米管的制造技术及最新研究动态[J];化工新型材料;2000年01期
7 陈小华,王健雄,李学谦,李绍禄,邓福铭,成奋强;电沉积镍-碳钠米管复合镀层的工艺研究[J];表面技术;2002年02期
8 于作龙;碳纳米管的批量制备和应用[J];中国高校科技与产业化;2003年06期
9 ;使用碳纳米管的FED面板齐亮相[J];炭素技术;2004年03期
10 马强,周锋,唐亚平,李辰砂,张世骥,李延辉,唐春和;在碳纳米管上负载硫化镉的研究[J];无机材料学报;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡业旻;殷利民;曹威;李瑛;朱明原;白琴;;电晕放电等离子体增强化学气相沉积法合成氮掺杂碳纳米管[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
2 孙瑞敏;赵辉;陈永;刘洋;赵海沨;;碳纳米管与环氧树脂共混工艺研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
3 李世胜;喻万景;侯鹏翔;刘畅;成会明;罗艳红;孟庆波;吕伟;吴思达;杨全红;;碳纳米管垂直阵列/石墨烯纸复合材料在锂离子电池和染料敏化太阳能电池中的应用[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
4 李曼;白树林;张杨飞;贾治勇;;不锈钢纤维/碳纳米管填充尼龙基复合材料的力学性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
5 刘夏;杨庆生;;网络碳纳米管复合材料的有效力学性能[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
6 周成飞;翟彤;曹巍;郭建梅;曾心苗;;碳纳米管/聚氨酯酰亚胺复合泡沫材料的制备与性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
7 陈广新;毕丹;;碳纳米管的表面修饰及其改性聚乳酸的研究[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
8 苏丹华;张玲;金磊;李春忠;;静电吸附制备玻璃布/碳纳米管增强体改性环氧树脂[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年
9 张文毓;;碳纳米管及其应用[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
10 吕建伟;王万录;廖克俊;万步勇;张毅;;形变引发碳纳米管膜电阻变化的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘霞;吸入碳纳米管可影响人体免疫力[N];科技日报;2009年
2 记者 何德功;日研制出直径最小碳纳米管[N];新华每日电讯;2003年
3 记者 吴辉;我国碳纳米管产业化突破“瓶颈”[N];中国知识产权报;2001年
4 张巍巍;碳纳米管可激发人体自身免疫反应[N];科技日报;2010年
5 黄绍平;碳纳米管实用的路还远吗?[N];中国电子报;2001年
6 记者 谢昭萍 特约记者 肖萍;我国碳纳米管截短技术获得突破[N];中国化工报;2004年
7 记者 薛冬 通讯员 谭少容;我国率先实现碳纳米管产业化[N];光明日报;2001年
8 本报记者 薛冬 通讯员 谭少容;碳纳米管身价何以远高于黄金[N];光明日报;2001年
9 黄中;碳纳米管及其应用[N];中国知识产权报;2001年
10 冯卫东;数百米超长碳纳米管面世[N];科技日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯学斌;碳纳米管/含二氮杂萘酮联苯结构聚合物新型复合材料[D];大连理工大学;2008年
2 刘丽娜;碳纳米管—双马来酰亚胺体系的摩擦磨损研究[D];浙江大学;2010年
3 徐立华;电晕等离子体改性碳纳米管及其在环氧树脂中的应用[D];浙江大学;2010年
4 梅蕾;碳纳米管/碳纤维多尺度结构制备及其界面增强效果研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 朱幸福;碳纳米管复合材料及碳纳米管为模板的纳米管的制备与性质研究[D];吉林大学;2011年
6 崔伟;表面修饰碳纳米管/环氧树脂复合材料的界面结构与性能[D];华中科技大学;2011年
7 蒋辽川;半导体金属氧化物修饰碳纳米管的制备及其电催化、光电催化性能的研究[D];华南理工大学;2010年
8 亓钧雷;碳纳米管、碳纳米片、石墨烯及其复合物的制备和场发射性能的研究[D];吉林大学;2010年
9 姚胜红;碳纳米管/聚偏氟乙烯高介电纳米复合材料的显微结构控制与介电性能的关联[D];北京化工大学;2009年
10 韩占涛;表面活性剂悬浮碳纳米管在孔隙介质中的运移研究[D];中国地质科学院;2010年
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1 徐勤;碳纳米管树状分子复合材料的制备及其性能研究[D];上海师范大学;2010年
2 祝丽娟;碳纳米管/二氧化硅/炭黑/溶聚丁苯橡胶硫化胶性能研究[D];南京理工大学;2010年
3 林德盟;高分子水凝胶修饰碳纳米管神经元探针[D];南京理工大学;2010年
4 刘晓伟;碳纳米管及其复合物的制备和场发射性能的研究[D];吉林大学;2010年
5 陈晨;碳纳米管的功能化及其复合材料的电化学性能研究[D];北京化工大学;2010年
6 秦瑞红;气体膨胀液体的热力学性质研究及其在碳纳米管功能化修饰中的应用[D];郑州大学;2010年
7 林小静;碳纳米管的低温等离子体改性及其引发苯乙烯接枝共聚[D];天津大学;2010年
8 王蜜;聚硅氧烷接枝碳纳米管及聚合物复合材料的制备与性能[D];东北林业大学;2010年
9 曾静;自由基加成反应在碳纳米管和石墨烯修饰中的应用[D];兰州大学;2011年
10 郭大鹏;分子开关和十字形碳纳米管的输运性质研究[D];兰州大学;2011年
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