碳纳米管对酚醛树脂/碳纤维复合材料力学性能的影响

利用碳纳米管(CNTs)对酚醛树脂(PF)进行改性,研究了CNTs含量对PF/碳纤维(CF)复合材料力学性能的影响。研究表明,CNTs能够明显提高PF/CF复合材料的力学性能,当CNTs的含量为0.5%时,复合材料的弯曲强度达到最大值(891.8MPa),与未加入CNTs时相比提高了168.4MPa,而弯曲弹性模量降低了9.5GPa;当CNTs的含量为1.5%时,复合材料的压缩强度、层间剪切强度、冲击强度均达到最大值,与未加入CNTs时相比,分别提高了10.4%、79.2%、71.9%。     

碳纳米管预处理方法对天然橡胶/纯化碳纳米管复合材料力学性能的影响

纯化后的碳纳米管(CNT)分别经过球磨、表面活性剂十二烷基苯磺酸钠或分散-黏合体系预处理,再与100份(质量)天然橡胶(NR)混炼,可制备NR/纯化CNT复合材料。结果表明,纯化CNT直接与NR混炼,前者在NR中的分散效果不好,二者的界面结合欠佳。纯化CNT经球磨后,团聚程度增加,对复合材料力学性能影响不大。经表面活性剂十二烷基苯磺酸钠处理后的纯化CNT,内聚能下降,用差示扫描量热法(DSC)测定复合材料的DSC曲线表明,复合材料的结晶熔融峰面积增大,力学性能降低。用分散-黏合体系处理纯化CNT,可同时提高纯化CNT在橡胶中的分散效果及界面黏合性,试样结晶熔融峰变得不明显,因此该复合材料的邵尔A型硬度提高,拉伸强度、300％定伸应力和撕裂强度等优于其他试样。     

碳纳米管固井水泥复合材料抗腐蚀及力学性能研究

为解决油田地层水在固井水泥中的渗透腐蚀造成套管损坏及环空带压问题,同时优化其力学性能,以纳米材料作为水泥基材料的增强组份,掺加碳纳米管(CNTs)制备了一种碳纳米管固井水泥复合材料.通过非共价键修饰法筛选多种碳纳米管分散剂,从其分散能力和悬浮液的稳定性确定了最优分散剂;研究了碳纳米管固井水泥复合材料的抗压、抗拉力学性能,通过测试强度及孔渗特征变化来对复合材料的抗腐蚀性进行了评价.结果 表明,当碳纳米管的掺量为0.03％时,碳纳米管固井水泥复合材料可将水泥石的抗压、抗拉强度分别提高50％、30％以上,其腐蚀60 d的强度衰退和孔隙度增大率均小于5％、渗透率增大率小于1％、有效抑制了有害孔(大于0.1 μm)的产生,具有较好的抗腐蚀渗透性能.该水泥复合材料优良的抗腐蚀性、高抗压、高抗拉特性(韧性),对多级缝网压裂水平井开发具有重要的应用价值.     

PA6/碳纳米管复合材料的力学性能与结构

研究了碳纳米管的加入对PA6复合材料的力学性能的影响。并用扫描电镜和特性粘数法对结构与性能的关系进行了初步探讨，结果表明，碳纳米管的加入提高了PA6的强度，此时碳纳米管能够以纳米状态均匀地分布在基体中，碳纳米管在原位复合过程中没有对高分子链段的增长带来负面影响，反而使PA6的聚合程度略有增大。     

碳纳米管对聚芳硫醚复合材料力学性能的影响

通过超声辅助自然沉积的方式将碳纳米管(CNT)分散到纤维表面,制备得到了聚芳硫醚/玻纤布/CNT多级复合材料。采用扫描电子显微镜和力学性能对复合材料进行表征。结果显示,CNT的引入有助于纤维与树脂基体间的应力传递,复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别提升18%和12%;表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵的加入有助于CNT在纤维表面的均匀分散,减弱CNT团聚效应,降低了CNT团聚而引起的复合材料缺陷,提高了CNT对复合材料力学性能提升的效果。相较于无CNT体系,表面活性剂改性的复合材料拉伸强度和弯曲强度分别提升28%和21%。     

碳纳米管和偶联剂协同作用对热塑性复合材料力学性能的影响

将碳纳米管（CNTs）和硅烷偶联剂（AMEO）分散至纤维表面,制备聚芳硫醚（PAS）/玻璃纤维布/CNTs/AMEO复合材料,并探究复合材料的表面形貌和力学性能。结果表明：未经偶联剂处理的体系中,CNTs与纤维的结合性较弱。将CNTs进行羧化和偶联剂处理,能够提高CNTs和纤维之间的结合强度,提升纤维与PAS之间的应力传递,进一步提高复合材料的力学性能。当AMEO加入量为400、800、1 200、1 600μL/gCNTs,复合材料的拉伸强度分别为352、381、403、390 MPa,弯曲强度分别为380、414、443、478 MPa。由此得出,CNTs和AMEO协同作用明显提高复合材料的力学性能。     

碳纳米管的氨基化对环氧树脂力学性能的影响

研究了三乙烯四胺(TETA)修饰的多壁碳纳米管(MWNT)对环氧树脂(EP)/MWNT复合材料力学性能的影响。结果显示,氨基化的短MWNT表面的TETA含量较高,修饰效果较好,在EP中分散性较好。添加1%左右的氨基化短MWNT复合材料的冲击强度、断裂伸长率、拉伸强度和弯曲强度较纯EP分别提高了163%、345%、80%和31%;氨基化的长MWNT比短MWNT复合材料的冲击强度和断裂伸长率分别高18.4%和10.2%;拉伸强度和弯曲强度则分别低4.2%和5.3%。     

碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能影响因素的研究

本文研究了碳纳米管在环氧树脂中的分散方式及碳纳米管长度对环氧树脂复合材料力学性能的影响,并对单壁与多壁碳纳米管分别制备的环氧树脂复合材料的力学性能进行了分析探讨。本实验条件如下:搅拌时间为8h时复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别可比1h时增加41%、22%和38%;超声波处理时间为4h时复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别可比处理1h时增加143%、30%和45%,但超声波处理时间不宜过长,否则会破坏碳纳米管表面,导致性能下降。短碳纳米管在环氧树脂中的分散性较好,对环氧树脂复合材料的增强效果较好。长碳纳米管对提高复合材料的韧性有利。与长度为50μm时相比,碳纳米管长度为2μm时制备的环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度高49.2%和45.3%,但断裂伸长率低33%。与单壁碳纳米管相比,多壁碳纳米管与环氧树脂的界面结合力更好,更适于做环氧树脂增韧材料。相同实验条件下多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的冲击强度、断裂伸长率和拉伸强度较单壁碳纳米管/环氧树脂复合材料可分别提高31%、24%和28%。     

乙二胺修饰的碳纳米管对环氧树脂力学性能的影响

利用乙二胺对多壁碳纳米管(MWNTs)进行化学修饰,并制备碳纳米管/环氧树脂复合材料,研究了乙二胺修饰的碳纳米管对碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能的影响。实验表明,碳纳米管经乙二胺修饰后,改善了它在环氧树脂中的分散性,提高了环氧树脂复合材料的力学性能。氨基化碳纳米管用量达1.0%时,复合材料的冲击强度、断裂伸长率、拉伸强度和弯曲强度分别较纯环氧树脂提高200%、275%、48%和30%。     

碳纳米管添加量对生物骨水泥复合材料力学性能的影响

将采用干法球磨方法制得的碳纳米管(CNTs)加入到生物骨水泥中,形成以碳纳米管为增强相的生物骨水泥复合材料。通过对不同CNTs含量复合材料粉体的SEM观察发现,当CNTs的添加量小于0.6%时,其在基体的分散较均匀,当含量为0.8%、1.0%时,有CNTs的团聚体出现;通过对力学性能的测试发现,当CNTs的添加量少于0.6%时,随CNTs的增加强度为上升的趋势,当含量超过0.6%时,强度逐渐下降,添加量为0.6%时力学强度获得最大值,此时,抗折强度为10.48 MPa,比纯骨水泥提高58.3%,耐压强度为31.22 MPa,相应提高60.02%。     

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.     

环氧树脂/石墨烯/多壁碳纳米管复合材料力学性能研究

以环氧树脂(EP)为基体、石墨烯(GNP)和多壁碳纳米管(MWCNT)为增强材料制备了EP/GNP/MWCNT纳米复合材料,通过拉伸试验考察了GNP与MWCNT的混合比例对复合材料力学性能的影响。结果表明:当GNP与MWCNT的总添加量为0.3%、混合比例为50:50时,EP/GNP/MWCNT纳米复合材料的综合力学性能达到最佳,此时复合材料的弹性模量、拉伸屈服强度、拉伸断裂强度、破坏应变等均达到或接近最大值。     

碳纳米管水泥基复合材料高温力学性能实验研究

研究多壁碳纳米管(MWCNTs)掺量(0wt％、0.05wt％、0.08wt％、0.10wt％、0.20wt％)对碳纳米管水泥基复合材料(CNT/CC)高温力学性能的影响.分别测试了常温时以及200℃、400℃、600℃和800℃高温后CNT/CC净浆试件的质量损失、抗折强度和抗压强度.结果表明:MWCNTs的加入能够降低水泥基体内部蒸汽压和温度梯度,有效地提高水泥基体抗高温爆裂能力.MWCNTs的掺入可在一定程度上降低水泥基材料的高温质量损失,但掺量过大时由于催化剂的热分解,质量损失会有所增加.热作用时,MWCNTs表面和端部易产生一些亲水基团和缺陷位,在一定程度上缓解了水泥基复合材料高温性能的劣化.800℃后,CNT/CC的相对残余抗折强度和相对残余抗压强度分别约为30％ ～35％和45％ ～50％.     

二乙烯三胺改性碳纳米管对环氧树脂纳米复合材料力学性能影响研究

采用二乙烯三胺(DETA)对碳纳米管(MWNTs)进行改性,并用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其进行表征。发现DETA被有效地包覆在MWNTs表面。并将改性前后的MWNTs与环氧树脂进行复合,采用浇铸成型法制备了MWNTs/环氧树脂纳米复合材料,测试其力学性能,并采用透射电镜(TEM)研究其分散性,扫描电镜(SEM)对其断口进行了分析研究。结果表明,少量的改性MWNTs可以使复合材料的力学性能提高,具有明显的增韧作用。当MWNTs的含量为0.6%时,纳米复合材料的冲击强度与纯环氧体系相比,提高幅度达400%以上,弯曲强度和弯曲模量的提高幅度均达到了100%以上。     

改性碳纳米管对环氧树脂基复合材料热性能和力学性能的影响

通过对多壁碳纳米管(MWCNT)进行热处理和混酸处理,用超声分散和模具浇注成型法制备了MWCNT/环氧树脂复合材料。采用傅里叶红外光谱对MWCNT进行了表征,研究了不同MWCNT含量对环氧树脂热稳定性、导热性能和冲击性能的影响,并用扫描电镜观察了MWCNT在环氧基体中的分散情况。结果表明,经酸化的MWCNT在基体中分散性较好,复合材料的导热性能和力学性能都有明显提高,当酸处理的MWCNT填充量为1%时,复合材料的玻璃化转变温度(Tg)较纯环氧树脂升高了19.5℃。     

碳纳米管的尺寸及用量对天然橡胶复合材料性能的影响

将碳纳米管（CNTs）添加到天然橡胶（NR）中制备了CNTs/NR复合材料,考察了CNTs的管径和用量对复合材料硫化特性、力学性能、动态力学性能和分散性的影响。结果表明,在管径相同时,随着CNTs用量的增大,复合材料的正硫化时间延长。随着CNTs用量的增大,复合材料的拉伸强度和扯断伸长率先增大后减小。相同管径件下,CNTs的用量越大,Payne效应越强,储能模量变化越大,损耗因子也越大;而在相同用量下,CNTs的管径越大,Payne效应越弱,储能模量变化越小,损耗因子也越小。当CNTs用量为15份、管径为80 nm时,其在NR基体中的分散性最好,复合材料的综合力学性能及动态力学性能最佳。     

碳纳米管改性双马来酰亚胺/碳纤维复合材料力学性能研究

采用碳纳米管（CNTs）改性双马来酰亚胺（BMI）／碳纤维（CF）复合材料,通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）和透射电镜（TEM）等手段分析了CNTs表面处理工艺对其结构的影响。分析研究了CNTs加入量对复合材料力学性能的影响。结果表明,随着CNTs的加入,体系的力学性能得到了不同程度的提高,当CNTs加入的质量分数为1％时,体系的层间剪切强度和弯曲强度分别提高51、4％和10．1％。     

电泳沉积时间和热处理对碳纳米管增强C/SiC复合材料力学性能的影响

采用电泳沉积法结合化学气相渗透技术制备碳纳米管二次增韧的连续碳纤维增韧碳化硅(CNTs-C/SiC)复合材料。通过改变热解碳(PyC)界面上电泳沉积CNTs的时间,控制C/SiC复合材料中CNTs的含量,通过测试拉伸强度和断裂功,研究了CNTs含量及热处理对复合材料力学性能的影响。结果表明:在C/SiC复合材料PyC界面层上电沉积CNTs,能够大幅提高材料的拉伸强度和韧性。电沉积CNTs时间为5、8和10min时,CNTs-C/SiC复合材料的拉伸强度和断裂功分别提高了10.7%、39.3%、45.2%和31.1%、35.9%、46.5%。对未电沉积、电沉积8和10min的CNTs-C/SiC复合材料进行1 800℃热处理,发现材料的拉伸强度分别提高了64.4%、39.4%和49.5%。     

多壁碳纳米管／环氧树脂复合材料性能研究

采用物理机械方法与化学方法相结合的手段,制备了多壁碳纳米管（MWNTS）／环氧树脂（Epoxy）复合材料。通过力学拉伸试验测试了MWNTs/Epoxy复合材料拉伸强度和拉伸模量与MWNTS添加量的关系,利用扫描电镜（SEM）分析了MWNTS／Epoxy复合材料的拉伸断面,并用表面电阻测试仪对所制备的碳纳米管复合材料进行了电学性能测试。结果表明：经过化学酸化的方法处理后的MWNTS在复合材料中的分散得到了改善,力学性能也得到了明显的提高,但酸处理后的复合材料的电学性能明显低于未处理的复合材料。