改性石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的制备与正温度系数性能研究

利用溶液混合法(SM)将经聚苯胺(PANI)改性后的石墨烯与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合,制备出改性石墨烯/PMMA导电复合材料,并对这种复合材料的正温度系数(PTC)效应进行了研究。实验结果表明:经PANI改性后的石墨烯在PMMA中的分散程度比未经改性的石墨烯在PMMA中分散地更加均匀,且没有出现团聚。未经改性的石墨烯/PMMA材料的PTC现象不明显,且不稳定。而经PANI改性后的石墨烯/PMMA材料的PTC强度提高了4.6倍,并且PTC稳定性提高了50%。结合应力模型和隧道导电理论对其PTC效应的机理做了一些探讨。     

导热聚乙烯/聚丙烯复合材料性能研究

以高密度聚乙烯和聚丙烯为基体材料,以碳纳米管和氮化硼颗粒为导热填料,通过熔融共混法制备了导热聚乙烯/聚丙烯复合材料;研究了聚乙烯和聚丙烯不同配比对复合材料力学性能和导热率的影响,同时探究了碳纳米管和氮化硼颗粒的配比对聚乙烯/聚丙烯复合材料力学性能、导热率、流动性、耐热性的影响。结果表明:复合材料的导热率随聚丙烯含量的增加而降低;当碳纳米管和氮化硼质量比为7∶3时,复合材料导热率最高,与不加导热填料的复合材料相比提高了30.46%。     

环氧树脂基复合材料的正温度系数特性

以环氧树脂为基材,以导电碳黑为填料,制备了具有正温度系数特性(PTC)的热固性导电复合材料.探讨了固化剂的种类,环氧树脂基体的种类等对环氧树脂基导电复合材料PTC特性的影响.当以E-51为基体树脂,以VXC200为导电碳黑,树脂和碳黑用量相同时,不同种类固化剂制备的环氧树脂基导电复合材料的PTC强度不同,其中当固化剂为甲基六氢邻苯二甲酸酐时,所得的导电复合材料的PTC强度最大.当以环氧树脂E-51为基材,以甲基四氢邻苯二甲酸酐为固化剂,以导电碳黑VXC200为导电填料制备的环氧树脂基导电复合材料具有很高的PTC强度,阻值随温度变化在130℃附近发生阶跃性变化,由2.7欧姆上升到几百欧姆,温度恢复到室温时,阻值恢复到初始值附近,具有可恢复性.     

铜锡合金/高密度聚乙烯导电复合材料的制备与性能研究

主要研究以铜锡合金以及经偶联剂处理的铜锡合金作为导电填料通过球磨法添加到高密度聚乙烯基体中制备的复合材料的导电性能。DSC分析表明随着铜锡合金含量的增加,复合样品的熔点及结晶度均呈现上升的趋势,而经偶联剂处理后,复合样品的熔点及结晶度较未经偶联剂处理的样品有降低的趋势,且随着偶联剂含量的增加,样品的熔点及结晶度降低;导电性能测试结果表明随着铜锡合金含量的增加,复合样品具有更好的导电效果,且经过偶联剂处理的铜锡合金较未经偶联剂处理的铜锡合金具有更好的导电性能。     

定向碳纳米管/氯化聚乙烯复合材料的力学性能与相态结构

采用溶液共沉淀法制备了定向碳纳米管/氯化聚乙烯复合材料,研究了定向碳纳米管预处理方法和其用量对复合材料力学性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料拉伸断面的形貌特征。结果表明:定向碳纳米管/氯化聚乙烯复合材料的拉伸强度随定向碳纳米管加入量的增加而增大,当定向碳纳米管的加入量为5份(氯化聚乙烯为100份)时,其拉伸强度最大,与纯氯化聚乙烯的拉伸强度相比,提高了75%;化学修饰后的定向碳纳米管在氯化聚乙烯基体中有了较好的分散性及较强的界面结合力。     

高密度聚乙烯垫片的非线性压缩-回弹性能测试

为研究高密度聚乙烯（HDPE）垫片在非线性棘轮实验中的应力率和温度相关性,使用RPL50型蠕变疲劳试验机,对HDPE垫片在循环压缩载荷下的压缩-回弹效应进行了实验研究,建立了HDPE压缩-回弹的本构预测模型。结果表明,HDPE的棘轮变形随着温度增大而增大,当温度大于80 ℃时棘轮变形随温度的升高大幅度增加,在80 ℃时,为常温下的4倍;随着应力率的增大累积的棘轮应变有所下降,由应力率为1 MPa/s时的8.99%下降至0.01 MPa/s时的14.23%,即温度和应力率显著影响HDPE的压缩-回弹性能。本文模型能够较好预测HDPE在不同温度与应力率工况下的非线性压缩-回弹性能,在HDPE垫片的工程设计方面具有一定的应用价值。     

高密度聚乙烯（HDPE）薄膜的光接枝改性

在氮气保护,紫外光照射下,以二苯甲酮为光引发剂,丙烯酸在ＨＤＰＥ薄膜面的光接枝聚合改性,探讨了光照时间,单体浓度,单体种类溶剂种类等反应对接枝效果的影响。用红外光谱,水接触角和染色程度表征接枝效果,水接触角由８０°降至３４．４°,染色程度增加的９９倍。结果表明,表面光接枝改性对薄膜本体的力学性能没有影响。     

碳纳米管/高密度聚乙烯复合薄膜的结构与性能研究

以浮动催化化学气相沉积法生长的碳纳米管薄膜为主体,以高密度聚乙烯为修饰材料,采用溶液等温结晶工艺,制备内部为纳米混合杂化串晶结构的碳纳米管/高密度聚乙烯复合薄膜,并探究该结构产生的互锁效应对薄膜性能的影响机理.通过调节该结构的主要参数,即高密度聚乙烯片晶长度与周期距离,实现互锁效应的优化.研究结果表明,碳纳米管/高密度聚乙烯复合薄膜断裂应力为117.69 MPa,应变为52.85%,比原始碳纳米管薄膜提升了40%与270%.这种工艺方法为高性能纳米复合材料的制备提供了可能.     

交联剂对化学交联高密度聚乙烯热收缩性能的影响

利用转矩流变仪混炼、平板硫化机交联、加热扩张、冷却定型制备高密度聚乙烯热收缩材料,研究不同交联剂对高密度聚乙烯热收缩材料的热收缩率,得出其对体系的热收缩性能、耐热性能及机械性能影响.结果表明：随不同种交联剂加入量的增加均使化学交联高密度聚乙烯的热收缩率提高,但效果有所差别,该变量为α,α-双（叔丁过氧基）二异丙苯（双BP）〉DCP〉二叔丁基过氧化氢,其中α,α-双（叔丁过氧基）二异丙苯（双BP）的最佳加入量为2.0份,此时热收缩率可达50.23%,具有很好的热收缩性能,且材料的耐热性能和机械性能也有很大的改善.     

双抗型高密度聚乙烯的研究

本文对乙炔炭黑和多组分复合阻燃剂改性高密度聚乙烯（简称ＨＤＰＥ）进行了研究。结果表明：这种改性材料具有良好的抗静电性和阻燃性，有一定的推广应用价值。     

原位聚合法制备多壁碳纳米管/聚乙烯复合材料的研究

通过原位聚合法制备改性的多壁碳纳米管和聚乙烯复合材料.讨论偶联剂对催化活性、复合材料力学性能等的影响.实验表明:经过酸化和偶联剂改性的多壁碳纳米管通过二次负载钛系活性可达2.0×103g/g.h左右,分子量为2.0×105左右,当复合材料中多壁碳纳米管质量分数达2.5%时拉伸强度可超过30 MPa.     

碳纳米管改性不饱和树脂复合材料

不饱和树脂具有多种官能团,可在常温和常压下固化.针对不饱和树脂的力学性能较差问题,采用原位聚合法制备了碳纳米管不饱和树脂复合材料.利用阻抗分析仪和万能试验机对复合材料的电学性能和力学性能分别进行了研究.结果表明,当碳纳米管质量分数达到0.5％时复合材料的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度分别提高了40％、30％和75％.当碳纳米管的质量分数达到1％时,其电导率达到10-7S/cm.     

混酸氧化碳纳米管阻燃聚酯复合材料的制备与性能研究

采用原位聚合法制得混酸氧化碳纳米管/阻燃聚酯复合材料,并采用红外光谱、差示量热扫描仪、广角X射线衍射仪和极限氧指数等方法分别对混酸氧化碳纳米管的表面官能团及其对复合材料结晶性能和阻燃性能的影响进行研究.结果表明,混酸氧化增加了多壁碳纳米管表面的羧基,添加混酸氧化碳纳米管的复合材料的结晶性能和结晶度降低,阻燃性能得到提高.     

制备工艺对CNTs/EP复合材料性能的影响

采用溶液共混法制备碳纳米管(CNTs)/环氧树脂(EP)复合材料,主要研究丙酮用量、混合方式、超声时间、CNTs含量等制备工艺对复合材料的热性能和导电性能的影响.通过用SEM、DSC,TGA以及万用表对复合材料进行分析表征,结果表明,丙酮的加入量越多,超声时间越长,CNTs/EP的复合材料的导电性越好,CNTs在复合材料中分散性也好,而随着CNTs含量增加,复合材料的导电性按照逾渗理论的规律提高,且逾渗闶值出现在0.5 0A～1%范围内.利用超声处理伴随着搅拌这种混合方式所得复合材料的导电性最好,加入碳纳米管的复合材料玻璃转化温度Tg和热稳定性能较纯EP有显著提高.     

SiO2纳米粒子增强改性聚乙烯力学性能的研究

以不同比例的SiO2纳米粒子与mLLDPE／LDPE基材进行熔融共混所获得的复合材料为研究对象,力学性能测试和SEM、TEM观察照片研究结果表明：当使用经处理的2％SiO2纳米粒子时,其复合材料力学性能达到最佳值;与纯mLLDPE／LDPE相比,拉伸强度、断裂伸长率分别提升了13．7MPa和174．9％,表明了SiO2无机纳米粒子被分散于基材中,与基材形成牢固的界面结合,与基体树脂之间的链段发生缠结,形成了有利于力学性能提高的界面结构．     

纳米碳管/聚醚酮酮复合材料的研究

采用原位聚合法合成了不同纳米碳管（CNTs）含量的纳米碳管／聚醚酮酮（CNTs／PEKK）复合材料，并利用红外光谱、差示扫描量热分析、热重分析、扫描电镜等对复合材料进行了表征。研究结果表明，在未经有机化处理的情况下，纳米碳管以纳米结构状态分散在基体中，显著地提高了聚醚酮酮的耐热性能，降低了其熔点。     

柠檬酸修饰碳纳米管及其分散性能

采用硫酸和硝酸混合酸纯化碳纳米管,然后用氨水和柠檬酸处理纯化的碳纳米管,并运用透射电子显微镜和红外光谱表征碳纳米管的结构和形貌.另外,还研究了碳纳米管在水中的分散性能.光谱实验表明,经过混合酸处理不仅能够得到纯净的碳纳米管,而且能够在碳纳米管的表面引入丰富的羟基和羧基官能团.通过氨水处理和柠檬酸修饰,能够在碳纳米管表面引入氨基官能团和柠檬酸分子.分散实验显示,柠檬酸修饰提高了碳纳米管在水中的分散性能.     

聚苯胺/氮掺杂碳纳米管复合材料的制备及其超级电容性能

采用化学氧化聚合法以不同浓度的苯胺单体制备聚苯胺(PANI-1和PANI-2),采用相同方法在氮掺杂碳纳米管(NCNTs)悬浮液中制备聚苯胺/氮掺杂碳纳米管复合材料(PANI/NCNTs-1和PANI/NCNTs-2)。利用循环伏安法、恒电流充放电和电化学交流阻抗技术对合成材料的超级电容器性能进行研究分析。在0.2 A/g电流密度下进行恒电流充放电, PANI/NCNTs-1和PANI/NCNTs-2复合材料可以获得较高的比电容。同时, PANI/NCNTs复合材料也具有优异的倍率性能和充放电稳定性,这都表明该复合材料在电化学储能器件领域具有广阔的应用前景。     

溶液共混法制备聚氨酯/碳纳米管复合材料的工艺研究

采用超声分散溶液共混法制备出聚氨酯/碳纳米管复合材料,探讨了聚氨酯溶解剂、碳纳米管分散剂以及成型工艺对复合材料的影响。结果表明:聚氨酯溶解液宜选用体积比为1∶1的四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺,其溶解力为20 mL溶液72 h完全溶解1 g聚氨酯;碳纳米管分散液宜采用N,N-二甲基甲酰胺,超声分散时间为2.0 h;成型工艺宜采用混合溶液加热后放入真空干燥箱中干燥,再置于空气中凝固,得到表面平滑的聚氨酯/碳纳米管复合材料。