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/聚乳酸复合超细纤维的制备及性能

通过静电纺丝法制备出多壁碳纳米管（MWNTs）增强聚乳酸（PLA）复合超细纤维膜。用扫描电镜、透射电镜、差示扫描量热仪、热重分析仪对MWNTs/PLA复合超细纤维进行了表征,并进行了拉伸测试。结果表明,MWNTs分散于PLA纤维中,随着MWNTs含量的增加,纤维平均直径先减小后增大,MWNTs的加入会降低PLA的结晶度...     

聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料的制备与性能研究

以吡咯为单体、三氯化铁为氧化剂,采用反相微乳液聚合法,分别在十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液中和含有多壁碳纳米管( MWCNTs)的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液中,通过化学氧化法制得了聚吡咯纳米颗粒和聚吡咯/多壁碳纳米管(PPy/MWCNTs)导电复合材料.利用SEM、TEM、FT-IR、XRD和四探针电导率议对复合材料进行了表征.结果表明,当SDBS浓度为0.0120mol/L时所制备的聚吡咯纳米颗粒的电导率在1.00S/cm左右;在含有MWCNTs的SDBS溶液中,单体在SDBS的胶束内聚合,表面活性性剂及其胶束吸附在MWCNTs的表面,表面活性剂的浓度和碳纳米管的用量对PPy/MWC     

可降解碳纳米管/聚乳酸复合材料的制备及性能

利用丙交酯的开环聚合反应成功地制备了单壁碳纳米管/聚乳酸复合材料, 研究了其降解性和热稳定性。通过红外光谱(FTIR)、 Raman光谱、 热失重分析(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)研究, 证明乙二醇功能化的单壁碳纳米管能够参与丙交酯的开环聚合反应, 并在碳纳米管侧壁成功接枝聚乳酸链, 得到的复合材料在碱性溶液中容易降解。差示热分析(DSC)表明, 功能化单壁碳纳米管/聚乳酸复合材料的玻璃化转变温度与纯聚乳酸相比有所提高。      

多壁碳纳米管/聚偏氟乙烯高介电常数复合材料的制备与性能

为制备具有高介电常数的复合材料,采用注射成型法制备了原始多壁碳纳米管(P-MWCNTs)/聚偏氟乙烯(PVDF)复合材料和石墨化多壁碳纳米管(G-MWCNTs)/PVDF复合材料。然后,对P-MWCNTs和G-MWCNTs进行了Raman光谱表征,对MWCNTs/PVDF复合材料进行了断面形貌、力学性能和电学性能测试。结果表明:G-MWCNTs比P-MWCNTs具有更高的纯度和结晶度,两种不同的MWCNTs都能均匀分散在PVDF基体中,添加MWCNTs会显著影响PVDF的力学行为。MWCNTs/PVDF复合材料的介电性能随MWCNTs含量的增加而提高,与P-MWCNTs相比,G-MWCNTs有效降低了复合材料的渗流阈值。当频率为100 Hz时,纯PVDF的介电常数为7.0;当P-MWCNTs的含量为5wt%时,复合材料的介电常数为23.8;当G-MWCNTs的含量为5wt%时,复合材料的介电常数高达105.0。注射成型法制备的MWCNTs/PVDF复合材料仍保持相对较低的电导率,进而导致复合材料的能量损耗较低,对电荷存储应用具有重要意义。     

混杂功能化多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备及性能

对多壁碳纳米管(MWCNTs)分别进行共价、非共价和混杂功能化改性, 然后采用溶液共混法, 将三种功能化类型的MWCNTs按不同质量分数分别加入环氧树脂(EP)制备MWCNTs/EP复合材料。通过拉伸试验和热重分析, 研究MWCNTs的功能化类型及含量对复合材料力学性能和热学性能的影响, 并对复合材料拉伸试件断面进行SEM观察分析。结果表明: 与共价功能化复合材料(MWCNTs-Epon828/EP)和非共价功能化复合材料(MWCNTs-PPA/EP)相比, 混杂功能化复合材料(MWCNTs-Epon828-PPA/EP)的力学性能和热学性能最佳。当MWCNTs质量分数为0.3%时, 其拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率较纯EP分别提高30%, 62%和26%。      

聚乳酸/碳纳米管复合材料的冷结晶及热稳定性

采用熔融共混制备了聚乳酸/碳纳米管复合材料(PLA/CNTs)。利用透射电镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对复合体系的形态、冷结晶行为以及热稳定性进行了研究。结果表明,羧基化的碳纳米管均匀分散于聚乳酸基体中形成了纳米复合材料;PLA/CNTs复合体系不从熔体冷却结晶,但可以在较慢的升温过程中固态下冷结晶,CNTs的存在一定程度上阻碍了PLA基体的冷结晶;此外,复合体系的热稳定性与纯聚乳酸相比有所提高。     

原位聚合法制备聚苯胺/多壁碳纳米管纳米复合材料及其热稳定性能

为合成树脂/聚苯胺(PANI)/多壁碳纳米管(MWCNTs)三元纳米复合电磁屏蔽材料的制备提供理论依据,在苯胺的盐酸溶液中,以过硫酸铵为氧化剂,采用原位聚合法制备PANI/MWCNTs纳米复合材料,并对PANI/MWCNTs纳米复合材料的结构、形貌以及热稳定性能进行研究。结果表明:PANI成功包覆在MWCNTs表面,且PANI和MWCNTs存在一定的相互作用;PANI在MWCNTs表面不均一性的有序生长,有效地改善了MWCNTs的分散性;PANI/MWCNTs纳米复合材料的热分解起始温度达到280℃,当温度为364℃时,热失重率为20%,说明PANI/MWCNTs纳米复合材料具有良好的热稳定性。     

多壁碳纳米管/PCL-b-PNIPAM复合材料的制备

通过对多壁碳纳米管（MWCNTs）表面修饰合成羟基化的MWCNTs,利用羟基化的MWCNTs催化己内酯开环聚合,接着与溴代异丁酰溴反应,合成MWCNTs接枝聚己内酯（PCL）的大分子引发剂,利用该大分子引发剂引发N-异丙基丙烯酰胺单体进行原子转移自由基活性聚合（ATRP）,成功制备了MWCNTs/PCL-b-PNIPAM复合材料。利用FTIR、TGA、XRD、NMR及TEM对产物进行表征。考察了MWCNTs/PCL-b-PNIPAM复合材料的结晶性能及在氯仿中的溶混性。XRD结果表明:MWCNTs/PCL-b-PNIPAM复合材料的结晶峰与PCL-b-PNIPAM嵌段共聚物基本一致,并且MWCNTs/PCL-b-PNIPAM复合材料在氯仿溶液中有很好的混溶性。      

聚苯胺接枝多壁碳纳米管复合材料的结构与性能研究

多壁碳纳米管(MWNTs)经对苯二胺功能化后,通过原位聚合及去掺杂反应,首次制备了能在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中稳定溶解的本征态聚苯胺(EB)接枝MWNTs(EB-g-MWNTs)复合材料。复合材料中EB与p-MWNTs通过酰胺键连接,形成以p-MWNTs为核、EB为壳的纳米结构,并且EB的结构规整度提高;当该复合材料溶解在NMP中时,溶解度为33.72mg/mL,稳定性好,至少可保存1个月。     

石墨填充纳米功能复合材料的制备与机理研究进展

结合制备聚合物/石墨纳米功能复合材料所需的可膨胀石墨和膨胀石墨纳米结构和性能来分析它们的微观结构与功能特征,对石墨填充纳米功能复合材料制备、种类及机理进行分析,并指出今后石墨填充型纳米功能复合材料的发展方向.     

BMI树脂/氧化石墨纳米复合材料的制备及表征

本文以烯丙基缩合多核芳香烃(GOPNA)树脂与双马来酰亚胺(BMI)共聚制备BMI树脂,通过溶液插层的方法制备BMI树脂/氧化石墨纳米复合材料.采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)研究了复合材料的结构和性能,采用电子万能试验机研宛了复合材料的力学性能.研究表明,该复合材料为刺离型纳米复合材料...     

化学还原法制备石墨薄片及其表征研究

利用氧化石墨的层离特性,采用化学还原法制备了石墨薄片材料,并采用红外光谱、X射线衍射、元素分析、透射电镜、原子力显微镜和扫描电镜对产品进行了表征和分析.结果表明,制备出的石墨薄片直径为1～3μm,厚度为2～4nm,为层状结构的非晶体,具有褶皱的固有属性,且极易发生团聚现象.     

PMB/GO纳米复合材料的制备及阻燃性能

用共混法制备甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物(PMB)/氧化石墨(GO)纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对复合材料结构进行了表征,并采用热重分析法(TGA)和锥形量热分析(CONE)研究了其阻燃性能变化。XRD和TEM分析结果表明,复合物中添加GO形成剥离型结构的纳米复合材料。TGA研究发现复合材料的热稳定性得到提高。CONE的测试结果表明,GO极大地改善了体系的燃烧性能,其中加5%GO体系的pk-HRR降低了62.2%。     

PLA/HNTs纳米复合材料的制备、性能及其发泡行为

采用熔融共混炼法制备交联改性聚乳酸(PLA)/埃洛石(HNTs)纳米复合材料,利用热重分析、差示扫描量热分析、偏光显微镜和流变仪对其热学性能、结晶、流变行为进行了研究,并采用超临界CO2流体技术进行微孔发泡,利用扫描电镜对泡孔形态进行了表征。结果表明:随着HNTs含量的增加,PLA/HNTs复合体系在高温下的热稳定性下降,结晶度由37.4%下降为28.0%,但异相成核效果明显,结晶速率提高,结晶时间由2h缩短为10min。同时,加入HNTs后,PLA/HNTs的熔体粘度显著增加,但随着HNTs含量的增多,PLA/HNTs纳米复合材料粘度增加的趋势逐渐趋缓。当HNTs含量为0.5wt%时,体系粘度达到最大值且发泡效果最佳,泡孔平均直径为21.23μm,泡孔密度达到1.08×109个/cm3。     

Negatively Charged Nanosheets Significantly Enhance the Energy-Storage Capability of Polymer-Based Nanocomposites

Polymer-based dielectric materials play a key role in advanced electronic devices and electric power systems. Although extensive research has been devoted to improve their energy-storage performances, it is a great challenge to increase the breakdown strength of polymer nanocomposites in terms of achieving high energy density and good reliability under high voltages. Here, a general strategy is proposed to significantly improve their breakdown strength and energy storage by adding negatively charged Ca₂Nb₃O₁₀ nanosheets. A dramatically enhanced breakdown strength (792 MV m⁻¹) and the highest energy density (36.2 J cm⁻³) among all flexible polymer-based dielectrics are observed in poly(vinylidene fluoride)-based nanocomposite capacitors. The strategy generalizability is verified by the similar substantial enhancements of breakdown strength and energy density in polystyrene-based nanocomposites. Phase-field simulations demonstrate that the further enhanced breakdown strength is ascribed to the local electric field, produced by the negatively charged Ca₂Nb₃O₁₀ nanosheets sandwiched with the positively charged polyethyleneimine, which suppresses the secondary impact-ionized electrons and blocks the breakdown path in nanocomposites. The results demonstrate a new horizon of high-energy-density flexible capacitors.     

高导电聚苯胺/纳米石墨微片复合材料的结构与性能

以天然可膨胀石墨(GN)为原材料,采用酸及快速热处理制备了膨胀石墨(EG),再将膨胀石墨置于超声波中制得了纳米石墨微片(NanoG),最后采用原位聚合法制备了聚苯胺/纳米石墨微片(PANI/NanoG)导电复合物。扫描电镜(SEM)显示纳米石墨微片长径为0.8μm～20μm,厚度为30nm～90nm。聚苯胺均匀覆盖在纳米石墨微片表面;透射电镜(TEM)揭示了纳米石墨微片的片层分散在复合物中并形成了导电网络;电性能测试表明,当纳米石墨微片含量为0.5%(质量分数,下同)时,复合物电导率达到107.3S/cm,其渗滤阈值达到0.1%,纳米石墨微片独特的结构(宽度/厚度的高比值)及在聚苯胺中的分散造就了复合物良好的导电性能。     

熔融共混法制备MWCNTs/PET复合材料及性能研究

首先以苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷为溶剂制备质量分数为10%(以下同)的多壁碳纳米管/聚对苯二甲酸二乙二醇酯(MWCNTs/PET)母粒,然后通过实验室用熔融共混挤出机制得不同MWCNTs含量的MWCNTs/PET复合材料(MWCNTs的含量为0.2%～2.0%)。扫描电子电镜(SEM)观察发现MWCNTs在母粒以及PET复合材料中均能良好分散;Instron1122力学拉伸性能以及动态力学分析(DMA)结果均表明,添加的MWCNTs对PET材料具有增强作用。另外,差示扫描量热分析(DSC)表明,MWCNTs在PET结晶过程中具有异相成核剂的作用,能够促进聚合物链的结晶有序排列。本研究中,当MWCNTs的添加量达到2.0%时,PET复合物的导电性能有较明显提高。