超声振荡对多壁碳纳米管/VARTM用环氧树脂复合材料导电性能的影响

借助超声振荡工艺促进了多壁碳纳米管(MWNTs)在VARTM用环氧树脂(EP)中的分散,通过真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺制备了MWNTs/EP复合材料试样并研究试样的导电性能。结果表明,随着超声振荡时间、功率和频率的增大,不同MWNTs添加量的试样导电性能均呈现出先升高后降低的趋势。在超声振荡时间90min、功率80 W和频率45kHz附近分别达到了阈值,MWNTs的添加量仅1%就可以达到降低纯EP表面电阻率(1012Ω·cm)近4个数量级的要求。实验还运用扫描电镜(SEM)证实了MWNTs在EP中的分散情况。     

多壁碳纳米管/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的结构与导电性能

采用超声波辅助溶液共混的方式制备多壁碳纳米管/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料,采用扫描电镜及广角X衍射仪对复合材料的微观相态结构进行了分析,对复合材料的物理机械性能及导电性能进行了测试.结果表明:采用溶液混合并用超声辅助分散的方法可使纳米多壁碳纳米管在PMMA基体中分散良好,在碳纳米管含量较低的情况下就可以获得导电性能及物理机械性能良好的复合材料.     

多壁碳纳米管-聚氨酯/聚丙烯复合材料导电网络结构的演变与性能调控

为研究多壁碳纳米管(MWCNTs)和热塑性弹性对MWCNTs-聚氨酯/聚丙烯(MWCNTs-TPU/PP)复合材料结晶性能、导电性能、拉伸性能及外场响应行为,通过溶液-熔融法制备了MWCNTs-TPU/PP复合材料.MWCNTs的引入能够提高MWCNTs-TPU/PP复合材料的导电性能和结晶性能,导电逾渗值质量分数约为...     

多壁碳纳米管增强炭黑/聚丙烯导电复合材料导电行为

为了充分利用不同导电粒子的导电作用,在炭黑(CB)/聚丙烯(PP)导电复合体系中引入了多壁碳纳米管(CNTs)。研究发现：引入的CNTs分散在CB粒子间起到“桥梁”作用,使体系的导电性能得到明显改善,并且CB∶CNTs为19∶1时其协同导电效果最好,该复合体系出现逾渗现象,对应的导电填料体积分数明显降低。在导电填料总体积分数为4.76%时,少量CNTs的引入就可使复合体系的体积电阻率从109Ω·cm下降到105Ω·cm;同时少量的CNTs能明显抑制炭黑/聚丙烯导电复合材料的正温度效应(PTC),使PTC强度从6.10降低到1.48,PTC转变峰温度从166℃升高到174℃。少量的 CNTs可以使PP的结晶温度提高12℃,对PP结晶的成核作用比CB更加明显。复合体系力学性能随导电填料体积分数增加而明显降低,但因为体积电阻率一定时CB-CNTs/PP体系所需导电填料体积分数较CB/PP体系明显降低,因此少量CNTs的引入能够使复合体系的力学性能得到更大程度的保持。     

TEMPO氧化纤维素纳米纤丝对多壁碳纳米管分散性的影响

以竹粉为原料,采用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）氧化法通过改变NaClO的添加量制备出不同羧基含量及形态的纤维素纳米纤丝（CNFs）,并将制备的CNFs作为分散剂对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行分散处理,得到不同分散浓度的CNFs/MWCNTs悬浮液,采用Beer-Lambert定律对MWCNTs的分散量进行测定,并采用原子力显微镜（AFM）、激光粒度分析仪（LPSA）等手段评价了不同羧基含量及形态的CNFs对MWCNTs的分散效果。结果表明:随着NaClO添加量的增加,CNFs的横截面直径逐渐变小,羧基含量逐渐增加,同时,CNFs对MWCNTs的分散量逐渐增大;当CNFs的羧基含量从0.635 mmol/g增加到1.646 mmol/g时,对MWCNTs的分散量从19%增加到39%;不同CNFs/MWCNTs悬浮液中的粒度分布系数（PDI）值均小于0.3,且不同悬浮液的Zeta电位绝对值均高于30 mV,表明不同羧基含量的CNFs均能对MWCNTs有较好的分散效果;同时,随着羧基含量的增加,CNFs对MWCNTs的分散效果越好,CNFs/MWCNTs复合薄膜的抗拉应力逐渐增大,而且电阻率逐渐降低,当CNFs羧基含量为1.646 mmol/L时,CNFs/MWCNTs复合薄膜抗拉应力达到了91 MPa,薄膜电阻率低至0.1460 Ωcm。      

纤维素纳米纤丝-碳纳米管/聚乙烯醇-硼酸盐复合导电水凝胶

利用纤维素纳米纤丝(Cellulose nanofibers,CNFs)搭载碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs),在水相中将CNF-CNT复合物均匀分散于聚乙烯醇-硼酸盐(PVA-B)基体中,制备具有立体网络结构的CNF-CNT/PVA-B复合导电水凝胶,旨在提高其动态黏弹性、力学强度和导电性能。结果表明:CNF-CNT/PVA-B内部呈现微米级蜂窝状多孔结构,CNFs与CNTs组成的立体网络在显著提高CNF-CNT/PVA-B力学强度和黏弹性的同时还赋予其导电功能。CNTs含量由0增至0.5wt%时,CNF-CNT/PVA-B的抗压强度和弹性模量分别达到24kPa和53kPa,最大和高频稳态剪切模量分别达到7 028Pa和6 945Pa,电导率达到0.8×10-1 S·cm-1。     

多壁碳纳米管对SiO电极电化学性能的影响

以多壁碳纳米管(MWNTs)作负极材料导电剂制备了SiO/MWNTs复合电极. 采用恒流充放电测试对比考察了不同含量及类型的导电剂对SiO电极电化学性能的影响. 乙炔黑(AB)的SiO电极首次可逆比容量仅为582.3mAh·g^-1, 而20%MWNTs的电极比容量高达1463.9mAh·g^-1, 且SiO的循环性能得到显著改善. SEM、EIS测试结果表明: 多次循环后SiO/MWNTs电极仍能较好地保持活性颗粒的导电网络, 而脆性乙炔黑所形成的桥连作用遭到破坏, 导致活性颗粒间的接触电阻增大.     

多壁碳纳米管的辐照处理及其对多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料热性能的影响

在空气中用高频高压电子加速器辐照多壁碳纳米管(MWCNTs),采用红外光谱、能谱分析、拉曼光谱和透射电镜表征分析辐照处理对碳纳米管结构的影响;通过原位复合法制备MWCNT/环氧树脂(EP)复合材料.采用场发射扫描电镜、热失重分析和动态力学分析研究辐照处理MWCNTs对环氧树脂热稳定性的影响.结果表明:电子束辐照处理使MWCNTs表面接入了少量的含氧基团,同时破坏了MWCNTs的完整结构,当辐照剂量为170 kGy时,接枝含氧基团的量最多(约为4％),且结构破坏程度较小.与原始MWCNT/EP体系相比,经电子束辐照处理后的MWCNTs在EP中分散得更均匀,并能使材料的最大热分解温度和玻璃化转变温度较纯EP有所提高,在EP中加入质量分数0.5％的经170kGy辐照处理后的MWCNTs,能够使材料的最大热分解温度和玻璃化转变温度分别提高约14℃和8℃.     

多壁碳纳米管/聚苯乙烯-聚氯乙烯复合材料的导电特性

用溶液共混法制得了MWNTs/PS-PVC复合材料,进行了电导率的测试分析.通过对载流子浓度、迁 移率的测量以及电导活化能的计算等分析研究了影响MWNTs/PS-PVC复合材料电导率的因素和导电机制.结 果表明:当PS与PVC的质量比为1∶1时,MWNTs/PS-PVC复合材料的导电阈值最低;当MWNTs的质量分 数为1.5％,PS在PS-PVC基体中的质量分数为50％时,MWNTs/PS-PVC复合材料的电导率比MWNTs/PVC单一聚合物复合材料的提高了4个数量级.在导电网络的形成过程中,MWNTs/PS-PVC复合材料中形成的与无机化合物超晶格结构类似的n-i-p-i结构,降低了MWNTs/PS-PVC复合材料的电导活化能,增加了载流子浓度,使MWNTs/PS-PVC复合材料电导率显著提高.     

Lyocell/多壁碳纳米管复合纤维的制备及性能

将多壁碳纳米管(MWCNTs)水悬浮液、N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液及纤维素共混得到纺丝液,通过干湿法制备了Lyocell/MWCNT复合纤维。采用X-衍射仪(WAXD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、强度仪等分析了所得纤维的结构和性能。WAXD图谱显示复合纤维仍然具有纤维素II晶型的结构,同时还保留了MWCNTs的特征衍射峰;二维X衍射结果表明:MWCNTs质量分数为5%的复合纤维中,MWCNTs与纤维轴的取向角为±15.2°,说明复合纤维中MWCNTs基本沿着纤维轴取向。SEM结果显示复合纤维中MWCNTs在Lyocell基体中分布均匀。对纤维的力学性能分析进一步表明:添加适量的MWCNTs可使复合纤维的力学性能提高,MWCNTs质量分数为1%的复合纤维的初始模量和强度分别比Lyocell纤维增加49.4%和15.7%。