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《上海工程技术大学》 2016年
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聚合物包覆碳纳米管及其对环氧树脂的改性研究

凌杨  
【摘要】:本文通过动态力学热分析(DMA),热重分析仪(TGA),导热仪,扫描电镜(SEM)等研究不同聚合物修饰的多壁碳纳米管(CNTs)对环氧树脂(EP)的热学、力学性能的研究,分析碳纳米管在基体中的分散情况对环氧树脂性能的影响,同时使用倒置偏光显微镜(OM),扫描电镜(SEM)观察研究了聚合物包覆碳纳米管对热塑性树脂改性热固性树脂体系(聚醚酰亚胺(PEI)/环氧树脂)的反应诱导相分离行为的影响。1、通过简单的一步法,利用多巴胺的自氧化聚合,成功地在多壁碳纳米管表面包覆上聚多巴胺,并通过控制反应时间及多巴胺的使用量来控制聚多巴胺包覆层的厚度。实验表明,包覆层的厚度影响了碳纳米管在环氧树脂基体中的分散性及碳纳米管与基体的界面相互作用。SEM结果表明,相对于表面聚多巴胺包覆层厚度10 nm与25 nm的碳纳米管,5 nm厚度的聚多巴胺层能显著提高其在环氧树脂中的分散性,同时,当使用有5 nm包覆层的聚多巴胺包覆碳纳米管后,碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料的机械性能及热性能得到最大的提高。结果证明最薄的聚多巴胺包覆层能够更好地提高碳纳米管与环氧树脂间的界面相互作用,并减弱碳纳米管之间的团聚现象,从而有效的提高碳纳米管与环氧树脂间应力及热的传导。2、通过研究聚多巴胺包覆的碳纳米管对环氧树脂/聚醚酰亚胺体系浊点以及体系相分离过程的影响,发现聚多巴胺包覆的碳钠米管对环氧树脂和聚醚酰亚胺体系的反应诱导相分离行为有一定的抑制作用。3、研究聚磷腈包覆碳纳米管对环氧树脂基体性能的影响。实验表明,聚磷腈包覆层能够提高碳纳米管在环氧树脂基体中的分散性,同时提高碳纳米管/环氧树脂复合材料的力学性能和玻璃化转变温度、降解温度等热性能。表明聚磷腈的存在可以提高环氧树脂体系的交联密度及固化度。
【学位授予单位】:上海工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB383.1;TQ323.5

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