多壁碳纳米管改性聚碳酸酯型聚氨酯的研究

通过原位聚合法用多壁碳纳米管(MWCNTs)对聚碳酸酯型水性聚氨酯(CWPU)进行改性,讨论了MWCNTs的加入对CWPU/MWCNTs复合材料的低温性、耐热性、机械性能和耐水性等性能的影响。结果表明,加入质量分数为0.3%的MWCNTs,其在CWPU中分散情况较好;所制复合材料的Tg及耐热稳定性明显提高,加入MWCNTs质量分数0.3%的CWPU/MWCNTs复合材料,其热分解温度提高了近20℃;随着MWCNTs含量的增加,材料拉伸强度逐渐增加,而伸长率呈现先减少后增加的趋势;由于CWPU本身具有很好的耐水性能,MWCNTs的加入,进一步提高了聚氨酯材料的耐水性能。     

多壁碳纳米管的表面改性及其在水性聚氨酯体系中的应用

采用自制的硅烷类改性剂(s-PEG)对经过酸氧化的多壁碳纳米管(MWNTs)进行表面改性处理,并通过共混法制备了MWNTs/水性聚氨酯(WPU)复合材料,研究了MWNTs的添加对复合材料性能的影响.结果表明,改性剂s-PEG成功地包覆于MWNTs表面,形成了s-PEG壳层,包覆率约为25％.改性MWNTs (s-PEG-MWNTs)的添加可以明显改善WPU复合材料的拉伸性能,当s-PEG-MWNTs的添加量为1％时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率比未添加MWNTs的材料分别提高了597％和152％.s-PEG-MWNTs在WPU基体中达到了良好的分散效果.此外,s-PEG-MWNTs的添加显著地增强了复合材料的导电性能.     

酸化多壁碳纳米管/水性聚氨酯复合材料的制备与性能研究

采用混酸对多壁碳纳米管进行表面处理,通过共混法制备出酸化多壁碳纳米管/水性聚氨酯(WPU)复合材料。通过FT-IR,拉曼光谱,SEM表征了多壁碳纳米管酸化前后的结构,通过TGA、拉力测试以及SEM研究了复合材料的热性能、力学性能和微观结构。结果显示,多壁碳纳米管通过混酸处理后表面羧基化,管壁卷曲程度降低。与纯WPU相比,当添加量为1.5%时,复合材料的断裂伸长率增加29%,当添加量在2%时,复合材料的拉伸强度增加169%,酸化碳纳米管在聚氨酯(PU)基体中均匀分散。酸化碳纳米管的添加显著提高了复合材料的热稳定性和导电性。     

水性光固化碳纳米管改性聚氨酯乳液的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG400)、2,2-双羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)为主要原料合成光固化水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体(WPU),再让接枝了硅烷偶联剂KH-570的碳纳米管(CNTs)与该预聚体原位聚合制备WPU/CNTs乳液,加入光引发剂后交联固化得到聚氨酯复合膜。研究了其电学性能和力学性能,通过透射电镜(TEM)对其微观结构进行了分析。结果表明:经过硅烷偶联处理的碳纳米管更均匀地分散在聚氨酯膜中,当CNTs质量分数为0.6%时,复合涂膜的拉伸强度为15.34 MPa,断裂伸长率为30.62%,拉伸模量176.84 MPa,耐冲击强度为10.14 kJ.m-2,涂膜具有半导体性质,可用作抗静电材料。     

聚氨酯/多壁碳纳米管复合薄膜的制备及其热稳定性研究

通过溶液共混的方法制备出聚氨酯(PU)/多壁碳纳米管(MWNTs)纳米复合薄膜,重点研究了MWNTs的加入对PU热稳定性能的影响。结果表明,加入质量分数3%的MWNTs,使PU的耐热性得到一定的提高;用Kissinger方法得出的降解活化能由198.01kJ/mol提高到250.05kJ/mol,薄膜的力学性能得到改善,拉伸强度提高了63.5%,伸长率提高了4.2%;TEM分析表明,质量分数3%的MWNTs在PU/MWNTs纳米复合薄膜中得到均匀分散。     

羟基改性的多壁碳纳米管接枝聚氨酯泡沫的制备及性能研究

采用原位聚合法制备了表面羟基化多壁碳纳米管（MWCNT）接枝聚氨酯(PU)泡沫复合材料。采用超声处理使MWCNT在聚醚多元醇中均匀分散,原位聚合可以改善MWCNT与PU材料间的界面效应。结果表明,当MWCNT含量小于0.4 %（质量分数,下同）时,PU泡孔形态稳定,分布均匀且泡孔尺寸较小,并观察到泡孔壁网状结构间出现膜状结构;当MWCNT含量大于0.6 %时,泡孔尺寸明显变大甚至出现泡孔塌陷;复合材料的回弹性、拉伸强度和断裂伸长率均随MWCNT含量的增加呈先增加后降低的趋势;复合材料的溶剂吸附能力随MWCNT的引入对不同溶剂产生了不同的影响,极性溶剂水的吸附摩尔数随着MWCNT含量的增加而降低,非极性溶剂石油醚的变化规律则相反。     

聚碳酸酯／多壁碳纳米管复合材料的制备和研究

采用熔融混炼的方法制备聚碳酸酯/多壁碳纳米管(MWNTs)复合材料,研究了复合材料的表面电阻率与MWNTs用量的关系,并对材料流动性能、组织结构和形貌进行了分析.结果表明,随着MWNTs用量的增加,复合材料的电阻率呈下降趋势,MWNTs质量分数为1%～2%时为复合材料的导电阈值.在MWNTs质量分数为3%时复合材料的流动性最好;模压试样的内部比表面分布着更多的MWNTs.     

多壁碳纳米管改性聚氨酯弹性体的研究

采用多壁碳纳米管(MWCNT)对聚氨酯弹性体(PUE)进行改性,研究MWCNT用量、分散方式以及偶联剂表面处理等因素对PUE性能的影响.结果表明,MWCNT在PU基体中为部分纳米级分散;随着MWCNT用量的增大,PUE的100%定伸应力和拉伸强度呈现先减小后增大再减小的趋势,而拉断伸长率呈现先增大后减小的趋势.动态力学性能分析结果表明,PUE的tanδ时随着MwcNT用量的增大而减小,弹性提高,采用偶联剂对MWCNT进行表面处理后,MWCNT与PU基体间的相互作用有一定提高,但团聚现象增加.     

改性多壁碳纳米管的制备及其WPU复合材料的性能

用混酸对多壁碳纳米管(MWCNT)进行氧化处理,再与乙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯和二羟甲基丙酸反应,制备了含氨基甲酸酯基的改性MWCNT,将其和水性聚氨酯(WPU)混合制备了MWCNT/WPU复合材料,研究了化学改性对复合膜性能的影响。结果表明,化学改性后,MWCNT能够均匀地分散于WPU中,和WPU基材的相容性及界面结合力增强,复合材料的力学性能、耐热性能、耐水性能和导电性能显著提高。改性MWCNT的质量分数为1. 5%时,复合膜的拉伸强度比WPU膜提高了89. 6%,初始热分解温度提高了12. 3℃,导电率提高了约10个数量级。     

喷雾干燥法制备聚氨酯/碳纳米管复合材料的结构与性能

通过喷雾干燥法制备了聚氨酯/碳纳米管复合材料。扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察结果表明,碳纳米管在聚氨酯基体中分散较好。X-射线衍射测试表明,碳纳米管对复合材料的微相结构影响较小。随着碳纳米管用量的增加,动态力学性能测试表明复合材料的耐热性有了显著的改善。另外,该复合材料还表现出多功能特性,如高导电性和导热性。随着碳纳米管体积分数的增加,聚氨酯/碳纳米管复合材料的电导率逐渐提高,填充碳纳米管的聚氨酯复合材料的导电逾渗值约为5%。     

多壁碳纳米管在国产碳纤维增强环氧树脂复合材料中应用

研究了一种简易有效的多壁碳纳米管(MWNTs)分散入环氧树脂的方法,对树脂的工艺性进行试验研究;使用碳纤维复丝的力学性能来表征纤维/树脂界面性能和纤维强度转化效果,制备了含MWNTs的环氧树脂/碳纤维预浸料,并对使用此预浸料制备的复合材料单向板进行力学性能测试。结果表明,当MWNTs的用量为E–51的0.5%时,二者混合球磨8 h后配制的树脂溶液适用期大于24 h,黏度小于0.8 Pa·s,树脂浇铸体拉伸强度78 MPa,弯曲强度106 MPa,断裂伸长率4.3%;添加MWNTs之后纤维/树脂结合良好,复合材料单向板拉伸强度提升了7.2%,弯曲强度提升了9.73%,压缩强度提升了6.82%,层剪强度提升了11.54%。     

聚苯胺接枝多壁碳纳米管的制备及热电性能

通过原位聚合,将聚苯胺接枝到多壁碳纳米管的表面,制备了聚苯胺/碳纳米管纳米纤维。聚苯胺均匀地包覆在碳纳米管表面,当苯胺与碳纳米管投料比为1∶1时,包覆层厚度约为15 nm。聚苯胺/多壁碳纳米管的电导率和塞贝克系数随温度升高而增大,且增大碳纳米管含量同时提高了复合材料的电导率和塞贝克系数,改善了功率因子。     

碳纳米管水泥基复合材料的力学性能和抗冻性能研究

作为新型纳米材料,碳纳米管(MWCNTs)已经应用于水泥基材料中用以改善水泥基材料性能.本文采用十六烷基三甲基溴化铵作为分散剂将碳纳米管均匀分散于水泥材料中制备成碳纳米管水泥基复合材料,并细致研究了其力学性能和抗冻性能.结果表明碳纳米管的加入能够有效的增加水泥基材料的力学性能和抗冻性能.当碳纳米管的掺量为0.1％时,碳纳米管水泥基复合材料的力学性能达到最大,其抗折强度和抗压强度分别为17.5MPa和92.3 MPa.在300次冻融循环过程中,碳纳米管水泥基复合材料的质量损失率和动弹模量变化率偏低,表明碳纳米管水泥基复合材料的抗冻性得到了增强.SEM微观分析表明,碳纳米管在水泥基材料中起到了桥联和拔出效应,能够有效的延缓和阻止水泥基材料受到外界的破坏.     

碳纳米管/苯丙乳液导电内墙涂料的制备

先利用混酸体系和3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行表面修饰,然后将修饰后的MWCNTs加入苯丙乳液中,成功制备了具有良好抗静电性能和力学性能的碳纳米管/苯丙乳液改性内墙涂料。利用透射电镜,对修饰前后的MWCNTs进行了热重分析。结果表明:KH550成功地接枝到MWCNTs表面,修饰后的MWCNTs能实现很好的分散。研究了MWCNTs用量对所制备涂料的导电性能、力学性能的影响。研究表明当MWCNTs添加量达到2.50%时,涂料的表面电阻最小,为1.42×107Ω,力学性能最佳。     

聚氨酯/碳纳米管功能复合材料的电学性能研究

采用溶液共混法制备了聚氨酯(PUR)/碳纳米管(CNTs)功能复合材料,并分别利用磁力分散和超声分散方法对CNTs进行分散,探讨了CNTs含量对PUR/CNTs复合材料电学性能的影响。结果表明,利用超声分散方法比磁力分散方法获得的CNTs在基体中的分散效果更好,并且随着超声分散时间的延长,分散效果越好;当分散时间为2 h、CNTs的质量分数为5%时,PUR/CNTs复合材料的体积电阻率趋于稳定,可以降到50 MΩ.cm,比纯PUR的体积电阻率下降了6个数量级。     

ABS/碳纳米管抗静电复合材料的制备与表征

通过微乳液聚合的方法将聚苯胺(PANI)接枝到酸化碳纳米管表面,再将原始碳纳米管、酸化碳纳米管、PANI接枝碳纳米管及纯PANI分别添加到丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)中。运用红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜对不同阶段的碳纳米管进行了表征;扫描电子显微镜观察发现,PANI接枝碳纳米管在ABS基体中的分散性优于原始碳纳米管;电性能结果表明,在相同添加量的情况下,PANI接枝碳纳米管与其他填料相比,抗静电效果最佳。     

高温下含硅气相介质与多壁碳纳米管的作用机理

采用单质硅粉、铝粉和二氧化硅微粉（Al＋SiO2）,以及硅粉和二氧化硅微粉（Si＋SiO2）作为3种不同硅源,在埋碳床中于1 000～1 500℃处理多壁碳纳米管（multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs）,研究了不同含硅气相介质与MWCNTs的作用机理。结果表明：不同温度条件下以Si为...     

高温下铝碳耐火材料中多壁碳纳米管的结构演变

利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜,研究了高温下以多壁碳纳米管为碳源、单质硅粉为添加剂的铝碳耐火材料中多壁碳纳米管的结构演变。结果表明:800℃时氧化导致部分碳纳米管管径减小;1 000℃处理后碳纳米管表面缺陷处形成碳化硅层,部分碳纳米管蚀变为碳化硅晶须;1 200及1 400℃处理后碳纳米管蚀变加剧,促进大量碳化硅晶须的生成。高温下铝碳材料中碳纳米管蚀变后主要以弯曲状Si C晶须存在,同时还观察到大量直杆状Si C晶须,其主要通过Si O与CO气相反应生长。