聚合物/碳纳米管纳米复合材料研究进展

碳纳米管及其聚合物基纳米复合材料的研究是材料科学领域一个重要的研究方向,本文介绍了近年来碳纳米管的表面改性方法以及聚合物/碳纳米管复合材料的制备方法、力学性能、导电性等方面的研究进展。     

聚合物/碳纳米管复合材料研究进展

聚合物／碳纳米管复合材料近年来引起人们广泛的关注。本文综述了聚合物／碳纳米管复合材料的研究进展，重点介绍了聚合物／碳纳米管复合材料的类型、制备方法及力学、电学和光学性能等。     

碳纳米管/聚合物基复合材料研究进展

具有独特结构与优异性能的碳纳米管(CNTs)已成为聚合物复合材料的理想添加剂。介绍了CNTs/聚合物复合材料的制备方法及其在力学、电学和热学性能研究中取得的最新进展。分析了CNTs的含量、分散性、取向性以及表面功能化等因素对复合材料性能的影响。提出了CNTs/聚合物复合材料研究过程中面临的一些问题,并展望了这类复合材料的应用前景。     

碳纳米管增强聚合物复合材料的研究进展

论述了碳纳米管/聚合物纳米复合材料的各种制备方法和最新进展。详细讨论了碳纳米管/聚合物纳米复合材料的结构和性能,并对今后的研究方向进行了展望。     

聚合物/碳纳米管纳米复合材料性能研究进展

碳纳米管(CNT)可改善聚合物材料的诸多性能,是本世纪最有前景的改性剂之一.文中综述了近5年来,在聚合物/碳纳米管纳米复合材料(PCNC)多项性能(力学、电、热、阻燃、流变等)研究上取得的最新研究进展,讨论了材料中CNT的质量及含量、分散性、定向程度及表面化学改性(官能化)等因素与材料性能间的关系,还探讨了这类材料具有...     

碳纳米管/聚合物基复合材料的研究进展

简要介绍了碳纳米管的结构及其分散性,说明碳纳米管具有一维结构及中空的内部结构,极高的化学稳定性,易于团聚.影响碳纳米管分散体系稳定性的关键是空间效应,所以末端亲水基团的结构和性能将明显影响碳纳米管的分散.碳纳米管在基体中的良好分散使复合材料力学性能大幅度提高,并且由于其优良的光电性能,加入碳纳米管也可显著提高复合材料的光电性能和导电性能.此外,碳纳米管石墨层的本质及独特的结构和尺寸,使碳纳米管在提高复合材料的热性能方面也有很大贡献.     

碳纳米管增强高聚物功能复合材料研究进展

介绍了碳纳米管的结构、性能及其表面改性.综述了碳纳米管增强高聚物在导电性能、微波吸收性能、光学性能及导热性能等方面的研究进展.提出了碳纳米管增强高聚物功能复合材料研究过程中面临的一些问题,并展望了这类复合材料的应用前景.     

碳纳米管及聚合物复合材料分散性的研究进展

探讨了碳纳米管及其聚合物复合材料分散性的研究进展,综述了碳纳米管功能化修饰和碳纳米管表面处理改性两大方面,阐述了提高碳纳米管分散性的方法,介绍了紫外光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力学显微镜、差示扫描量热仪等表征方法,表征及分析了碳纳米管的分散状态;同时指出了存在的问题及以后的发展方向.     

碳纳米管及聚合物复合材料分散性的研究进展

探讨了碳纳米管及其聚合物复合材料分散性的研究进展.综述了碳纳米管功能化修饰和碳纳米管表面处理改性两大方面,阐述了提高碳纳米管分散性的方法,介绍了紫外光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力学显微镜、差示扫描量热仪等表征方法,表征及分析了碳纳米管的分散状态;同时指出了存在的问题及以后的发展方向.     

电子聚合物基体碳纳米管复合材料研究进展

电子聚合物是一种新型的功能材料，碳纳米管具有优异的力学性能和独特的电学性能等，是聚合物基体复合材料的理想增强体，按不同电子聚合物基体类型进行了归纳，评述了电子聚合物基体碳纳米管复合材料的制备，性能和应用等情况。     

有一定取向性的碳纤维增强尼龙6复合材料弹性模量的实验和理论研究

纤维增强热塑性聚合物基复合材料注塑成型后往往被认为是各向同性复合材料。然而,注塑成型后纤维会具有一定的取向性,从而使复合材料试样呈现各向异性的特点。为了合理预测此类复合材料的弹性模量,本文对碳纤维增强尼龙6复合材料注塑试样内部的纤维长度和取向分布情况进行了测试和分析,得出了纤维取向的分布规律。随后结合单向纤维增强聚合物基复合材料力学模型和层叠理论,构造出了适用于有一定取向性的纤维增强树脂基复合材料弹性模量预测理论模型,其理论结果和拉伸实验结果吻合较好,表明该预测模型的准确性比较高。      

短纤维增强树脂基复合材料强度和模量的各向异性

研究了短纤维增强聚合物复合材料(SFRP)的强度和模量的各向异性。纤维的平均长度l_(mean)对纤维增强有效因子有很大的影响。在Φ=0°,纤维增强有效因子随着l_(mean)的增加而增加;当Φ=90°,纤维有效因子在Θ不太大时随着l_(mean)增加而增加,当Θ很大时,纤维有效因子值变成零。θ_(mean)对纤维有效因子也有很重要的影响。在Φ=0°,Θ不太大(<40°)时,纤维有效因子随着θ_(mean)增加而减小;而当Θ很大(>50°)时,则随着θ_(mean)的增加而增大。在Φ=90°,Θ不太大时,纤维有效因子随着θ_(mean)增加而减小;而当Θ很大时,纤维有效因子值为零。模式纤维长度对复合材料的强度无明显影响。大l_(mean)对应高的复合材料模量。当Θ接近60°时,平均纤维长度对模量的影响不大。模式纤维长度对模量的影响相对比较小,而对于一个很小的l_(mean),影响则比较明显。当Θ很小时,θ_(mean)值越小,模量值越高;相反,Θ很大时,θ_(mean)值越小,模量值越低。     

Multiscale carbon fibre–reinforced polymer (CFRP) composites containing carbon nanotubes with tailored interfaces

Pristine and functionalized multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with tailored interfaces were efficiently dispersed in an epoxy matrix using a three‐roll mill and further reinforced with carbon fibres. 1.3‐Dipolar cycloaddition of azomethine ylides was used for the chemical modification of MWCNTs by a solvent‐free approach. The influence of different loadings and types of MWCNTs on the final properties of the epoxy matrix was studied. Moreover, the most promising formulations were selected for manufacturing of prepreg sheets. The transversal tensile properties and the interlaminar fracture toughness under mode I loading (G_IC) of multiscale carbon fibre–reinforced polymer (CFRP) composites were characterized. The results point out that it is not straightforward to transfer the remarkable intrinsic properties of MWCNTs to the composite level, although an overall positive trend was found. Double cantilever beam experiments showed that G_IC of CFRP composites was improved 44% at ultralow content of functionalized MWCNTs (0.043 wt%).     

碳纤维增强聚合物基复合材料回收再利用现状

优异性能的碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRPs)在各领域的快速应用发展给复合材料废弃物的回收带来了挑战,尤其是碳纤维增强热固性复合材料.为有效回收碳纤维增强复合材料,促进复合材料产业的可持续发展,本文从多个角度对废弃CFRPs回收再利用研究现状进行综述,包括各回收工艺技术特点、应用领域及可降解树脂实现回收CFRPs的...     

石墨烯-多壁碳纳米管协同增强环氧树脂复合材料的低温力学性能

为了提高环氧树脂的低温力学性能,采用石墨烯与多壁碳纳米管(MWCNTs)协同改性环氧树脂,系统研究了石墨烯-MWCNTs/环氧树脂复合材料的室温(RT)和低温(77K)力学性能。结果表明:当石墨烯的质量分数为0.1wt%,MWCNTs的质量分数为0.5wt%时,纳米填料的加入可同时改善环氧树脂的低温拉伸强度、弹性模量和冲击强度;在此最佳含量下,石墨烯-MWCNTs/环氧树脂复合材料在RT和77K时的拉伸强度皆达到最大值,比纯环氧树脂的拉伸强度分别提高了11.04%和43.78%。石墨烯和MWCNTs能协同提高环氧树脂的低温力学性能。     

碳纳米管增强陶瓷基复合材料研究进展

从制备方法和力学性能两方面出发,综述了碳纳米管增强陶瓷基复合材料的研究现状,针对研究中存在的问题,提出了相应的解决方法,并预测了其发展趋势.     

碳纳米管增强聚合物复合材料力学性能及摩擦磨损性能研究进展

本文主要就近几年来碳纳米管、增强聚合物复合材料制备及其力学性能、摩擦磨损性能影响方面研究进展,作一简要介绍.     

陶瓷/碳纳米管复合材料的制备、性能及韧化机理

评述和讨论了碳纳米管增强陶瓷基复合材料的制备工艺,包括碳纳米管在陶瓷基体上的分散和材料的烧结成型,添加碳纳米管后材料力学性能、导电和导热等物理性能的改善以及韧化机理,指出碳纳米管在陶瓷材料基体上的均匀分散,碳纳米管在组织中存活,碳纳米管与陶瓷基体的界面结合状态是影响碳纳米管增强陶瓷基复合材料性能提高的关键.     

Effect of functionalized carbon nanotubes on the mechanical properties of epoxy-based composites

Abstract

In this research, composites reinforced with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) in terms of their capability of absorbing energy during ballistic impact and tensile test were investigated. In order to investigate the effect of functional groups on mechanical properties of multi-wall carbon nanotubes composites, multi-walled carbon nanotubes were functionalized by COOH and NH₂. In order to investigate the penetration resistance of produced composites, the ballistic impact test with the high velocity was used. Results of the ballistic impact test imply that composites which benefit from carbon nanotubes with the carboxylic functional group have the highest value of the energy absorption. Results of the tensile test indicate, the interaction between carbon nanotubes with the carboxylic agent and the polymer matrix is much better. The ultimate stress for the sample containing nanotubes with hydroxyl functional group is 55% higher compared with the sample which does not contain any nanotubes. Reinforced composite samples which contain carbon nanotubes with the carboxylic functional group absorb 57.63% of the projectile energy and represent a better performance compared to the sample without nanotubes and the sample which consists of nanotubes with the amine functional group. The results of this study show that, uniform dispersion of nanotubes in the polymer matrix can profoundly affect mechanical properties especially the tensile strength. By functionalizing nanotubes and creating suitable functional groups, the cohesion between nanotubes and the matrix can be improved.     

碳纳米管/聚合物复合材料界面结合性能的研究进展

碳纳米管(CNT)优异的力学性能使其成为复合材料优选的增强体。CNT/聚合物复合材料的力学性能主要受其界面结合性能的影响。综述了CNT/聚合物复合材料界面结合性能的研究方法和研究现状。对CNT/聚合物复合材料界面结合性能的研究,实验上采用微观表征技术、拉曼光谱分析技术和纳米力学拔出法,分子模拟方法则是通过对CNT施加位移或外力模拟CNT从聚合物基体中的抽拔过程。概述了聚合物的类型、晶态结构以及CNT的手性、功能化处理等因素对CNT/聚合物复合材料界面结合性能的影响,并展望了CNT/聚合物复合材料界面结合性能未来研究的重点方向。