导电炭黑填充硅橡胶的电阻温度系数

以炭黑(CB3100)为导电相,硅橡胶为基质制备导电复合材料。研究导电橡胶中炭黑质量分数对电阻温度系数的影响,并用填料对电阻温度系数的影响。以隧道效应理论为基础,给出了导电炭黑填充橡胶的电阻温度系数计算模型,结合实验得到温度对导电炭黑/硅橡胶电阻温度系数的影响主要体现在对其电阻率的影响;基体的体积热膨胀提高复合材料的电阻率,提高了正电阻温度系数;炭黑粒子间的隧道效应降低复合材料的电阻率,增强了负电阻温度系数;在炭黑/硅橡胶中加入少量碳纳米管,利用碳纳米管和炭黑的协同补强效应,使复合材料的导电性和稳定性提高。     

多壁碳纳米管/杂萘联苯聚醚砜酮复合材料的制备及性能

采用溶液共混及原位复合法制备多壁碳纳米管/杂萘联苯聚醚砜酮复合材料.通过扫描电镜观察材料的形貌,并对材料性能进行研究.对比两种方法,结果表明通过原位复合法制备,碳管在基体中有较好的分散和界面结合,其力学性能和导电性优于溶液共混法制备的复合材料.当碳管含量为3%(质量分数)时,原位复合材料的拉伸模量和强度分别为2.4GPa和107.6MPa,其体积电阻率达到1.0×106 Ω·cm,5%热失重温度提高了20℃.     

超顺排碳纳米管/硅橡胶复合材料各向异性的电学性能和力学性能

采用直接浸润法制备了具有不同层数的超顺排碳纳米管(SACNT)薄膜与硅橡胶的复合材料,使碳纳米管薄膜能够在硅橡胶基体表面均匀分散。测量了SACNT薄膜/硅橡胶复合材料在各个方向的导电性能和力学性能,研究了影响复合材料导电性和力学性能的因素。实验结果表明:SACNT薄膜/硅橡胶复合材料的导电性和杨氏模量都随着碳纳米管薄膜厚度的增加而增加,且具有显著的各向异性。垂直于碳纳米管排列方向的电阻率平均比平行方向的大一个数量级。当碳纳米管层数为240层时,平行于碳纳米管排列方向的杨氏模量为116.9 MPa(比纯硅橡胶基体增加了142倍),而垂直方向的杨氏模量仅为1.23 MPa(比纯硅橡胶基体增加50%),两者之间相差近100倍。结果表明,可以通过选择不同的参数,获得具有特定导电性和杨氏模量的SACNT薄膜/硅橡胶复合材料,并在实际中加以应用。     

聚三唑/碳纳米管复合材料的制备与性能研究

将叠氮基与碳纳米管(CNT)反应,制备叠氮化碳纳米管(ACNT),用FTIR、XPS等手段证明碳纳米管实现了叠氮化;借助超声波的作用使ACNT均匀分散于单体中,然后用原位聚合方法制备了聚三唑/碳纳米管(PTA/ACNT)复合材料。用透射电镜观察ACNT在基体树脂中的分散状况和复合材料的微观结构,研究了ACNT的添加分数对PTA/ACNT复合材料玻璃化温度(Tg)、热稳定性(Td5)和导热系数(λ)的影响。结果表明:与PTA纯树脂相比,当ACNT添加分数为1.0%(质量分数,下同)时,复合材料的Tg提高了33℃,在氮气中Td5提高了15℃,在空气中Td5提高了8℃;当ACNT添加分数为5.0%时,复合材料30℃的λ提高了45%,150℃的λ提高了30%。     

多壁碳纳米管/聚氯乙烯复合材料的制备及性能

通过溶液混合法可以简单地制得多壁碳纳米管/聚氯乙烯复合材料。体积电阻率、拉伸强度等测试结果表明,随着碳纳米管含量的增加,碳纳米管在聚合物基体中的分散性降低,所得聚氯乙烯复合材料的体积电阻率呈非线性降低趋势,拉伸强度则呈先增加后降低的变化规律。碳纳米管含量为1%~2.5%(质量分数,下同)时所得复合材料的导电性和拉伸强度均较纯聚氯乙烯有较大改善。     

碳纳米管在1～6GHz频段的电磁波屏蔽性能

研究了碳纳米管高频电磁波的屏蔽性能.碳纳米管经微波处理后在丙酮中经高速剪切分散,再加入到硅橡胶中经超声和搅拌分散制成试样.采用扫描电镜(SEM)观测碳纳米管在基体中的分散状况,采用AV3620型矢量网络分析仪检测电磁屏蔽性能.研究显示,随着碳纳米管加载量的增加,试样的导电性能和电磁屏蔽性能均得到 改善.碳纳米管加载量达到12%(质量分数,下同)时,试样的表面电阻率下降9个数量级,减小到103Ω,电磁屏蔽性能大幅提高.在1～6GHz频率范围内,屏蔽效能达到-30～-42dB.     

多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备及性能

以化学修饰法在多壁碳纳米管上成功接枝了四乙烯五胺,并用溶液共混法制备出多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料。使用电子拉力试验机、Agilent 4294A、差示扫描量热(DSC)和扫描电镜(SEM)对复合材料进行研究。结果表明,修饰后的碳纳米管能均匀分散在基体中,添加经修饰后的碳管比添加原始碳管更能提高环氧树脂的力学强度、热稳定性和介电性能。当经修饰后的碳管质量分数为1.5%时拉伸强度和断裂伸长率分别增加了84.3%和150%,玻璃化转变温度提高了32℃,复合材料的介电常数高达25.8。     

多壁碳纳米管/环氧树脂聚合物热电和力学性能实验研究EI

通过比较多壁碳纳米管在不同溶剂中的分散性,优选出(N,N-DMF)表面活性剂和甲醇的混合液,来超声分散碳纳米管,制备成碳纳米管增强的环氧树脂基聚合物.电学和摩擦性能测试表明,随碳纳米管含量的增加,复合材料的体积电阻率呈几何量级的降低,摩擦系数近线性降低.常温下力学性能测试表明,随着碳纳米管含量的增加,其弹性模量先增后降.在50℃时,对于碳纳米管含量≤1%(质量分数,下同)的复合材料,经历了可逆的粘弹性阶段后进入了塑性变形,且温度对复合材料的弹性模量和拉伸强度影响较大;而对于碳纳米管含量＞1%的复合材料,其力学性能反而发生退化.     

多壁碳纳米管/环氧树脂聚合物热电和力学性能实验研究

通过比较多壁碳纳米管在不同溶剂中的分散性,优选出(N,N-DMF)表面活性剂和甲醇的混合液,来超声分散碳纳米管,制备成碳纳米管增强的环氧树脂基聚合物.电学和摩擦性能测试表明,随碳纳米管含量的增加,复合材料的体积电阻率呈几何量级的降低,摩擦系数近线性降低.常温下力学性能测试表明,随着碳纳米管含量的增加,其弹性模量先增后降.在50℃时,对于碳纳米管含量≤1%(质量分数,下同)的复合材料,经历了可逆的粘弹性阶段后进入了塑性变形,且温度对复合材料的弹性模量和拉伸强度影响较大;而对于碳纳米管含量＞1%的复合材料,其力学性能反而发生退化.     

多壁碳纳米管/聚亚苯基苯并二噁唑复合材料的微结构与性能

以甲基磺酸(MSA)为溶剂通过溶液共混法制备了不同多壁碳纳米管(MWNTs)含量的多壁碳纳米管/聚亚苯基苯并二噁唑(MWNTs/PBO)复合材料, 用扫描电镜(SEM)对热处理前后复合材料的微结构进行了分析, 并对其导电、力学和耐热性能进行了研究。结果表明: MWNTs能均匀地分散在聚合物基体中, 并能形成一定的网络结构, 热处理后的复合材料较热处理前的结构更致密, 导电性能和力学性能都有所改善, 其中MWNTs质量分数为10％的热处理后复合材料与纯PBO聚合物相比, 体积电阻率降低约9个数量级, 而拉伸强度和拉伸模量分别提高了95％和53％, 耐热性能也有一定的提高。