稀土氧化物和碳纳米管共掺导电纸的电磁屏蔽性能研究

以纸纤维作为基体,稀土掺杂碳纳米管作为导电剂,采用高速剪切分散工艺混合均匀,通过真空抽滤制备碳纳米管复合导电纸,并研究了其电磁屏蔽性能。采用扫描电子显微镜、四探针电阻仪和矢量网络分析仪对其进行表征。结果表明,分别采用CeO_2、Pr_6O_(11)和Sm_2O_3掺杂碳纳米管作为导电添加剂。CeO_2作为稀土添加剂时,电磁屏蔽性能最佳,导电纸的电磁屏蔽性能提高了约2dB。CeO_2稀土氧化物在碳纳米管中掺杂量从15%(wt,质量分数,下同)增加到35%时,碳纳米管导电纸的电磁屏蔽性能先增强后减弱,在CeO_2掺杂量为20%时达到最大值,在1000MHz时屏蔽效能达到-29.4dB。     

碳纳米管导电纸制备及其性能研究

以晶须状多壁碳纳米管为导电剂,纸纤维为基体,采用高速剪切分散工艺将碳纳米管均匀分散在纸纤维基体中制成碳纳米管纸纤维浆料,经真空抽滤制备碳纳米管导电纸。检测了碳纳米管导电纸的电磁屏蔽性能及电化学性能。研究结果显示,碳纳米管导电纸在300~1500MHz频段,屏蔽效能SE达19~22dB,碳纳米导电纸替代石墨作为锌锰电池的集流体时,锌锰电池的放电能力提高62%。     

分散方法对低含量碳纳米管玻纤/环氧层板性能的影响

采用超声波振荡与超声波破碎两种分散方法制备了低含量碳纳米管(CNTs)增强的环氧树脂, 研究了CNTs对树脂流变特性、 固化特性和力学性能的影响。进一步采用该树脂体系通过真空灌注工艺(VARIM)制备了CNTs含量为0.01%的CNTs-玻璃纤维/环氧树脂复合材料层板, 研究了两种分散方式下CNTs对复合材料层板力学性能的影响和CNTs的增强机制。结果表明: 超声波破碎分散使CNTs长度变短, 分散性更好, 与超声波振荡分散方式相比, CNTs对树脂增黏效果和树脂固化反应的影响更明显。采用双真空灌注工艺, 两种超声波分散方式下CNTs均提高了复合材料的弯曲性能、 层间剪切性能和树脂与纤维的粘结强度, 而单真空灌注工艺下CNTs的增强效果不明显, 说明受纤维过滤作用的影响, 选择合适的灌注工艺和CNTs分散方式, 低含量CNTs可实现对灌注工艺复合材料层板的增强。     

MFC增强碳纳米纸的制备及其电磁屏蔽效能

为提高碳纳米纸(BP)力学性能,将微纤化纤维素(MFC)与多壁碳纳米管(MWCNT)混合,采用真空抽滤的方法制备MFC/BP。详细研究了MFC/BP的微观形貌、力学性能、电学性能、电磁屏蔽效能。研究表明,MFC均匀分散在碳纳米管中,形成了纤维骨架,碳纳米管相互穿插缠绕分布在纤维骨架周围形成网状结构。随着MFC含量的增加,MFC/BP的力学性能明显提高。当MFC与MWCNT质量比为1/1时,碳纳米纸的拉伸强度为11.76 MPa,比纯碳纳米纸提升了979%;在8.2～12.4 GHz频段内,碳纳米纸(厚度约55μm)的电磁屏蔽效能为24～30 dB。     

表面活性剂对CNTs/EP复合材料性能的影响

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂,采用超声分散工艺对碳纳米管(CNTs)进行包覆处理,将不同含量的CNTs与处理后的CNTs分别与环氧树脂(EP)球磨混合后制备CNTs/EP复合材料。采用透射电镜表征CNTs的微观形貌,并观察冲击试样断口形貌。结果表明:处理后的CNTs/EP较原CNTs具有良好的分散性,与树脂界面结合紧密,断口为韧性断裂。当处理后的CNTs含量为3%(wt,质量分数),制得的CNTs/EP复合材料的抗拉强度和冲击强度分别为72.5MPa和32.5kJ/m2,比未经处理的CNTs制得的CNTs/EP复合材料分别增长16.00%和41.30%,SDBS包覆处理效果明显。     

3D打印制备碳纳米管/环氧树脂电磁屏蔽复合材料

采用3D打印技术制备具有连续通孔的环氧树脂基体,利用浸渍工艺将碳纳米管（CNTs）附着于环氧树脂基体孔壁,获得具有优异电性能和电磁屏蔽功能的CNTs/环氧树脂复合材料。研究结果表明,CNTs含量仅为2.86vol%时,CNTs/环氧树脂复合材料电导率高达35 S/m,总电磁屏蔽效能高达39.2 dB（厚度为2.0 mm）。研究表明,CNTs/环氧树脂复合材料对进入其内部电磁波的吸收占总屏蔽效能的98%,表现出吸收屏蔽为主导的电磁屏蔽机制。CNTs/环氧树脂复合材料的弯曲强度和弯曲模量相比环氧树脂基体也有一定的提高。该研究为具有优异电磁屏蔽性能的高分子基复合材料制备提供了新思路和方法。      

CNTs修饰及其增强Cu基复合材料的研究

碳纳米管(CNTs)经不同方法修饰后,通过湿式球磨法制备2%-CNTs/Cu(体积分数,下同)复合粉体,再通过H2退火-冷压烧结工艺制得2%-CNTs/Cu复合材料。结果表明:球磨短切后CNTs的长度变短,端口被打开,无定型碳增多,而混酸纯化后CNTs表面的杂质完全被除去,引入大量含氧活性基团;湿式球磨法可以将CNTs嵌入Cu基体中,并与其紧密结合形成片状复合结构,再经H2退火处理后得到超细晶复合粉体;短切和纯化都有利于CNTs在Cu基体的分散与结合,其中短切CNTs纯化后制得复合材料的抗拉强度和维氏硬度最高,分别为296MPa和139.8HV,较基体提高了123.6%和42.9%,归因于细晶强化和载荷传递。     

碳纳米管含量对碳纳米管-纤维素复合材料电磁屏蔽性能的影响

以石墨化处理的碳纳米管为导电填料、纤维素纤维为基体,用真空抽滤法制备碳纳米管-纤维素纤维复合材料,用扫描电子显微镜、四探针电阻仪、矢量网络分析仪等手段对其进行了表征,研究了碳纳米管含量对碳纳米管-纤维素复合材料电磁屏蔽性能的影响。结果表明,样品的形状和电阻可控,具有良好的柔韧性、导电性能和电磁屏蔽性能。碳纳米管吸附于纤维上,构成了良好的导电网络。在碳纳米管加载量由10%提高到71%的过程中,碳纳米管复合纸的电导率和屏蔽性能明显提高,电导率由9.92 S/m提高为216.3 S/m,在175 MHz-1600 MHz频段屏蔽效能由15d B提高为45d B。     

木质素-纳米纤维素复合薄膜的制备及其紫外光屏蔽性能

由于臭氧层的破坏及塑料污染,研发具有紫外光屏蔽性能的纤维素基薄膜材料引起广泛重视.为实现紫外光屏蔽剂-木质素与纤维素均匀分散,提出了一种利用高压均质法来实现木质素颗粒及羧甲基化纤维均匀混合的方法,随后结合真空抽滤、热压干燥等工艺制得复合薄膜材料.实验中,对木质素-纳米纤维素(Lignin-CNF,L-CNF)复合膜的微...     

高能球磨法制备的CNTs/Al-5%Mg复合材料的力学性能及断裂特性

采用高能球磨法制备了不同质量分数碳纳米管(CNTs)与Al-5%Mg(质量分数)粉末的复合粉末,用热压烧结工艺制备了CNTs/Al-5%Mg复合材料。结果表明:高能球磨法可以将CNTs均匀的分散到基体中,并与其产生良好结合;CNTs具有细化复合粉末晶粒尺寸的作用,当CNTs含量为3%时,复合粉末的平均晶粒尺寸达到最小值为63.6nm,继续增加CNTs的含量,复合粉末平均晶粒尺寸增大;当CNTs含量为2%时,复合材料的抗拉强度和硬度达到最大值,与基体材料相比分别提高了42.39%和36.5%;CNTs/Al-5%Mg复合材料的强化机制为细晶强化和载荷传递。     

纳米纤维素-碳纳米管/热塑性聚氨酯复合薄膜的制备及应变响应性能

采用2,2,6,6?四甲基哌啶?1?氧自由基(TEMPO)氧化法制备了不同羧基含量的纳米纤维素(CNF),并将其用作碳纳米管(CNTs)的分散剂,通过超声、离心处理制备出稳定均一的CNF?CNTs分散液,然后通过朗伯?比尔定律测定CNF?CNTs分散液中CNTs的浓度,研究了不同CNF羧基含量对CNTs的分散效果。此外,利用静电纺丝法制备出柔性、多孔的热塑性聚氨酯(TPU)薄膜作为基体,以CNF?CNTs分散液作为导电填料,通过真空抽滤法将CNF?CNTs负载于TPU多孔膜上,制备出CNF?CNTs/TPU复合薄膜,并探究了不同CNF羧基含量对CNF?CNTs/TPU复合薄膜应变响应性能的影响规律。结果表明,羧基含量对CNF的分散性能具有重要影响。随着CNF羧基含量的提高,CNF对CNTs分散效果越好,CNF?CNTs/TPU复合薄膜具有更大的应变响应范围。当CNF羧基含量为1.698 mmol/g时,CNF?CNTs/TPU复合薄膜的应变响应范围高达507%,灵敏度系数为335,表现出优异的应变响应性能。      

表面改性和复合工艺对金属纤维/聚合物复合材料性能的影响

以不锈钢纤维为导电填料,分别与ABS和PP复合,制得了电磁屏蔽用导电高分子复合材料。考察了表面改性和复合工艺对金属纤维／聚合物复合材料性能的影响。结果表明,用不同表面处理剂处理不锈钢纤维后,随纤维表面张力增加,复合材料的电阻率增加。使用母料法工艺可以有效地改善金属纤维在聚合物基体中的分散,从而提高复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能。     

碳纳米管导电纸的制备及改性研究

以纸纤维作为载体,碳纳米管(CNTs)为导电剂,采用普通造纸的工艺制成碳纳米管导电纸。通过对碳纳米管的石墨化处理改性导电纸性能,采用X射线衍射、热重分析、扫描电子显微镜、四探针电阻仪、矢量网络分析仪等对其表征。研究表明,当纸纤维和碳纳米管加载比为1∶1时,碳纳米管经石墨化改性后,导电纸电导率和导热系数大幅增大,在175~2 700 MHz频段,电磁屏蔽效能提高到-28~-35dB,对比未石墨化碳纳米管导电纸屏蔽效能平均提高10dB。     

高能球磨工艺对CNTs／Cu复合粉末与材料性能影响

采用卧式高能球磨和机械合金化工艺制备了纳米碳管增强铜基（CNTs／Cu）复合粉体,并采用真空冷压烧结制备出CNTs／Cu复合材料,研究了高能球磨工艺参数对复合粉体与材料性能的影响规律,包括球磨时间和搅拌轴转速对复合粉体粒度、松装密度以及力学性能的影响,结果表明,高能球磨技术有利于CNTs与铜的界面结合和机械合金化。高能球磨的最佳工艺条件：搅拌轴线速度4．2／5．4m／s,球磨时间2～4h,得到的CNTs／Cu复合粉体的中位径为11．76μm,松装密度为1．356g／cm3。CNTs／Cu复合材料的致密度到达94％,硬度到达92HB,抗拉强度到达138Mpa。     

球磨对碳纳米管增强泡沫铝基复合材料压缩与吸能性能的影响

因碳纳米管（CNTs）具有优异的性能,被认为是金属基复合材料理想的增强体,因此如何制备得到CNTs增强体均匀分散的金属基复合材料一直是本领域的研究热点。本文通过原位化学气相沉积（CVD）、短时球磨和填加造孔剂的工艺成功制备了CNTs增强的泡沫铝基复合材料,着重研究了球磨过程对复合泡沫铝的微观形貌、压缩性能和吸能性能的影响规律。结果表明,随着球磨时间的延长,CNTs的分散性提高并逐步嵌入铝基体中,使复合泡沫铝的组织均匀性得到改善。相对于未球磨的含CNTs 3.0wt%的复合泡沫材料,当球磨时间增加至90 min时,复合泡沫铝的孔壁硬度、屈服强度和吸能能力分别提高了67%、126%和343%。     

碳纳米管/不锈钢纤维/尼龙6复合材料的制备与性能研究

采用预制母料法制备了碳纳米管/不锈钢纤维/尼龙6 (CNTs/SSFs/PA6)导电高分子复合材料,通过同轴传输线法、电压-电流法、拉伸试验、悬臂梁冲击等实验,测试并分析了材料的电磁屏蔽、电学和力学性能.研究发现:复合材料的电磁屏蔽效能随着不锈钢纤维含量的增加而增强,纤维含量在4wt％～6wt％时出现逾渗现象,纤维含量...     

电磁屏蔽涂料制备的新进展

从导电填料的种类、复合工艺及其对涂料导电性能的影响等方面,综述了近五年来掺和型电磁屏蔽涂料制备的最新进展.金属、石墨和复合导电填料等都具有良好的导电性,尤以复合导电填料应用效果最好;原位插层复(聚)合法是制备电磁屏蔽材料的一种较新复合工艺,可获得低逾渗阀值和高导电率,具有良好的发展前景;同时,导电填料的用量、性状、分散效果以及分散助剂等对电磁屏蔽涂料的导电性能都有较大影响.     

球磨工艺对原位合成碳纳米管增强铝基复合材料微观组织和力学性能的影响

将原位化学气相沉积法合成的碳纳米管(CNTs)与铝的复合粉末进行球磨混合,进而粉末冶金制备CNTs/Al复合材料,研究球磨工艺对复合材料的微观组织和力学性能的影响。结果表明:球磨过程中不添加过程控制剂所得到的复合材料力学性能优异;随着球磨时间的增加,CNTs逐步分散嵌入铝基体内部,复合材料的组织也变得更加致密均匀。CNTs/Al复合材料的硬度和抗拉强度均随球磨时间的延长持续增加,但是伸长率先增后减。经90min球磨的CNTs/Al复合材料展现了强韧兼备的特点,其硬度和抗拉强度较原始纯铝提高了1.4倍和1.7倍,并且具有17.9%的高伸长率。     

PMMA基抗静电纳米纤维的制备及其性能研究

利用强酸改性和超声分散技术使碳纳米管(CNTs)能有效分散在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纺丝液中,同时加入β-环糊精(β-CD),改善PMMA的亲水性,并且利用β-CD独特的内疏水外亲水又具有中空锥形结构与CNTs形成包含复合物,有利于CNTs在纺丝液中分散,通过静电纺丝制备PMMA/β-CD/CNTs功能性复合纳米纤维,然后对复合纳米纤维的表观形态、亲水性、抗静电等性能进行测试分析;结果表明:当纺丝液流量为0.3mL/h,所施加的电压为19kV,接收距离为16cm时能得到较均匀、重现性较好的复合纳米纤维;同时β-CD的加入能有效改善PMMA的亲水性,最后加入β-CD和CNTs后PMMA具备一定的抗静电性。     

碳纳米管(CNTs)的改性及其熔纺PLA复合纤维的结构与力学性能研究

首先对碳纳米管(CNTs)进行了强酸改性处理,通过粒径分析仪、FTIR和SEM对改性前后的CNTs进行了表征,分析改性前后CNTs官能团和结构形貌的变化。将改性前后的CNTs分别与PLA在双螺杆挤出机中熔融混合,经过牵伸卷绕装置制备出PLA/CNTs和PLA/M-CNTs(改性后CNTs)复合纤维。利用视频显微镜和单纱强力仪对PLA/CNTs和PLA/M-CNTs复合纤维形貌和性能进行了研究,结果表明:PLA/M-CNTs复合纤维的力学性能较PLA/CNTs复合纤维好。