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《华中师范大学》 2003年
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碳纳米管在高分子材料改性技术中的研究

曾艳  
【摘要】: 随着科学技术的发展,普通材料很难再满足众多的需求,因此综合性能优良或具有特殊功能的复合材料的研究成为当前材料科学发展的一个重要方向。被誉为21世纪最有前途的材料——纳米材料以其优越的性能,广泛的应用前景已成为新材料科学研究的重点。作为纳米材料之一的碳纳米管在纳米尺度下出现的明显量子效应使其具有许多奇异的物理性能。目前,碳纳米管复合材料的研究主要放在利用其优良的力学性能来大幅度提高材料的强度和韧性;或利用其良好的电磁性能来大幅度提高材料的导电性、电磁屏蔽性和光电子发射性等。 在本论文中,我们采用不同的方法制备了不同的碳纳米管复合材料,研究了它们的力学性能和电性能,并探讨了碳纳米管的加入对复合材料的结构和性能的影响。 采用熔体粉体共混复合技术,把碳纳米管通过机械共混与三元乙丙橡胶进行复合制成了EPDM/CNTs纳米复合材料,研究了碳纳米管(CNTs)的加入对三元乙丙橡胶(EPDM)力学性能和电性能的影响,并将CNTs增强EPDM体系与高耐磨炭黑(HAF)增强体系进行了比较,最后初步探讨了复合材料的结构。结果表明,CNTs的加入使EPDM胶料的力学性能优于高耐磨炭黑增强体系,同时EPDM/CNTs复合体系的电性能得到了很大提高。材料断面的SEM分析说明CNTs在胶料中呈现纳米级分散,界面结合较好,达到了负载转移的目的。 采用原位聚合复合技术,在苯乙烯聚合过程中加入碳纳米管,制成了PS/CNTs纳米复合材料,研究了聚苯乙烯/碳纳米管复合材料的力学性能,探讨了该材料的微观结构与性能之间的关系。结果表明,在碳纳米管加入量为1.0%时,复合材料的拉伸强度和冲击韧性较高,综合性能达到最佳。此时,碳纳米 一 管在基体中呈纳米级分布,而且碳纳米管对苯乙烯的聚合过程没有阻碍作用。 采用热压和喷涂两种方法在聚丙烯和聚苯乙烯两种塑料表面涂覆了碳纳 米管,研究了这两种方法对碳纳米管覆膜塑料表面所达到的抗静电性能影响。 结果表明:两种方法制成的抗静电覆膜都能大大降低塑料的表面电阻,但喷涂 法更能使碳纳米管在塑料表面均匀分散,从而使塑料表面抗静电性能更加稳 定。
【学位授予单位】:华中师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TB383

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