高导热聚合物基纳米复合材料的研究进展

综述了以纳米粉体、纳米纤维和碳纳米管(CNT)等为填料的高导热型聚合物基纳米复合材料的研究进展,并介绍了其导热机制和导热理论模型。最后,提出了高导热型聚合物基纳米复合材料中存在的问题,并对其发展方向进行了展望。     

利用线性酚醛树脂制备有序介孔碳

三嵌段共聚物F127为模板剂,线性酚醛树脂为碳前驱体,采用溶剂挥发诱导有机-有机自组装法(EI-SA)制备了具有二维六方结构的有序介孔碳。利用FT-IR、XRD、TEM、N2吸附/脱附等方法对有序介孔碳的结构进行了表征,研究了不同焙烧温度和模板剂用量对有序介孔碳结构的影响。结果表明,当模板剂的用量一定时,有序介孔碳的孔径、孔容和孔壁厚度都随着焙烧温度的升高而降低,但比表面积却随着微孔含量的增加而增大。随着模板剂用量的增加,介孔碳的有序性降低。有序介孔碳PF-2-500的比表面积、孔径、孔容、孔壁厚度和微孔比表面积比分别为583.82m2/g、3.05nm、0.31cm3/g、3.40nm和361.18m2/g,而有序介孔碳PF-1-500的比表面积、孔径和孔容相对于PF-2-500有所提高,分别为647.79m2/g、3.44nm和0.41cm3/g,但微孔比表面积和孔壁厚度分别降低为309.46m2/g和3.35nm。     

介孔SiO_2的有机化修饰及其对环氧树脂拉伸性能的影响

利用正硅酸乙酯(TEOS)及γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)共缩聚合成了蠕虫状的介孔二氧化硅(Si O2);研究了有机化修饰对介孔Si O2结构的影响;采用熔融共混法制备了环氧树脂/介孔Si O2复合材料,并研究了复合材料的拉伸性能。结果表明,APTMS的引入使介孔Si O2的有序性变差,孔径、孔容及比表面积减小,当介孔Si O2中APTMS的含量达到20%时,介孔结构消失;当介孔Si O2的用量为2%～10%时,环氧树脂/介孔Si O2复合材料的拉伸强度和断裂韧性提高较为显著,但断裂伸长率变化不大。     

三乙烯四胺固化有机蒙脱土/环氧树脂复合体系的研究

以三乙烯四胺作为EP(环氧树脂)的常温固化剂制备EP/OMMT(有机蒙脱土)/三乙烯四胺纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)法,差示扫描量热(DSC)法等手段研究了不同配方对EP/OMMT/三乙烯四胺固化体系的凝胶时间、力学性能、热性能及OMMT的插层剥离行为等影响。结果表明:对EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料而言,90~120℃固化体系的OMMT剥离与插层效果优于室温固化体系;当固化温度为120℃时,EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料的耐湿热性能和弯曲强度均优于常温固化体系;EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料经常温固化24 h后,其冲击强度比纯EP体系提高了7%~12%。     

以线性酚醛树脂为炭前驱体制备有序介孔炭及其表征

以三嵌段共聚物F127和P123为模板剂,线性酚醛树脂(PF)为炭前驱体,利用有机-有机自组装制备了具有二维六方结构和蠕虫结构的介孔炭.采用XRD、TEM、N2吸附/脱附等方法对介孔炭的结构进行了表征,研究了模板剂用量和模板剂类型对上述介孔炭结构的影响.结果表明:当模板剂F127与PF的质量比由1:2变为1:1时,所得介孔炭的孔壁厚度有所下降,但比表面积、孔容和孔径分别从576 m2·g-1、0.29 cm3·g-1和2.7 nm提高到670m2·g-1、0.40 cm3· g-1和3.2 nm;分别以F127和P123为模板剂制备的介孔炭F-1-500和P-1-500的孔径大小基本相同,但P-1-500的孔壁厚度相对于F-1-500降低了37.4％,且有序性下降,仅能得到蠕虫状结构.     

有序介孔炭的研究进展

综述了以硬模板法、软模板法和混合模板法合成有序介孔炭的研究进展。对上述三种制备有序介孔炭的方法和原理进行了的简单介绍,指出各种方法在制备有序介孔炭时存在的长处与不足。讨论了采用不同模板剂和炭前躯体对所制备的有序介孔炭的结构、孔径大小、孔径分布及物理化学性能的影响,指出在制备有序介孔炭的过程中,主要问题是选择一种与模板剂可产生较强相互作用的炭前躯体并控制炭前躯体与模板之间的摩尔比率。最后对有序介孔炭的潜在应用和发展方向进行了展望。     

EP/有机化蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究

采用插层聚合法制备了环氧树脂/有机化蒙脱土(EP/OMMT)纳米复合材料。利用红外光谱(FT-IR)法和X射线衍射(XRD)法对OMMT结构进行了分析,并探讨了OMMT含量对不同纳米复合材料的结构、热性能和力学性能等影响。结果表明:经EP插层后,OMMT的层间距变大,并且发生了比较完全的剥离行为;OMMT的引入可有效提高不同纳米复合材料的热变形温度和玻璃化转变温度(前者提高了14～29℃,后者提高了2～27℃),并且其力学性能和耐湿热性能均优于纯EP体系。     

以一种新碳前驱体制备有序介孔碳及其表征

分别采用两亲性三嵌段共聚物F127、P123以及F127/P123复合物为模板剂,线性酚醛树脂/六亚甲基四胺固化物为碳源,利用有机-有机自组装法制备了具有二维六方结构和蠕虫状结构的介孔碳材料。采用FT-IR、XRD、TEM、低温N2吸附/脱附、TG和元素分析等方法表征了介孔碳的结构,研究了不同的模板剂对介孔碳结构的影响。结果表明,以F127为模板剂制备的介孔碳具有规则的二维六方结构,其比表面积、微孔表面积、孔容、孔径和孔壁厚度分别为670m2/g、368m2/g、0.40cm3/g、3.2nm和4.5nm。以P123为模板剂制备的介孔碳具有蠕虫状结构,其比表面积、微孔表面积、孔容和孔径分别为506m2/g、251m2/g、0.27cm3/g和3.0nm。以F127/P123复合物为模板剂制备的介孔碳的孔径相对于单一模板剂有所提高,其比表面积、微孔表面积、孔容和孔壁厚度均随着复合模板剂中F127质量分数的降低而降低。     

聚苯胺一石墨烯-Co3O4纳米复合材料的制备及其表征

首次以三步法制备了聚苯胺一石墨烯-Co3O4PANI—RGO-Co3O4纳米复合材料。利用F]＇-IR,XRD,XPS和TEM对所制备的纳米复合材料进行表征,结果表明：PANI—RGO-Co3O4纳米复合材料中氧化石墨（GO）的含氧官能团数量大幅降低,GO已被还原成石墨烯（RGO）;PANI和RGO之间具有较强的相互作用,且形成的-Co3O4纳米粒子分布在PANI—RGO表面,其粒径在5-15nm之间,该纳米复合材料有望在超级电容器材料、电极材料和吸波材料等领域有广泛的应用前景。     

环氧树脂/有机化蒙脱土纳米复合材料的研究

采用插层原位聚合法制备了环氧树脂/有机化蒙脱土(EP/OMMT)纳米复合材料,探讨了OMMT的剥离结构及其对EP/OMMT纳米复合材料热性能和力学性能等影响。结果表明:当w(OMMT)=7%时,EP/OMMT纳米复合材料的热变形温度提高了24～27℃,Tg(玻璃化转变温度)提高了20～30℃,并且其力学性能和耐湿热性能均优于纯EP体系。