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。     

水性聚氨酯/环糊精修饰多壁碳纳米管复合材料的制备与性能

为改善多壁碳纳米管(MWNTs)的水分散性,将其与β-环糊精(CD)研磨以及超声分散,得到环糊精修饰碳纳米管(CDMWNTs),并通过与水性聚氨酯球磨共混,制备了水性聚氨酯/CD修饰碳纳米管复合乳液,其固化成膜后利用热重分析、万能材料试验机、扫描电镜和绝缘电阻测试仪探讨了CDMWNTs含量对复合胶膜热稳定性、力学性能、微观形貌和导电性的影响。通过粒径分析与红外光谱说明了CD改性处理对MWNTs的影响。结果显示,与纯聚氨酯胶膜相比,当CDMWNTs加入量为3.0%时,复合胶膜的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了72.29%和17.22%;其电阻率为174?·m,减小了5个数量级,显著提高了聚氨酯的导电性;其热稳定性也得到一定的提高。相同加入量下,CDMWNTs所制复合胶膜的性能好于未改性MWNTs所制复合胶膜的性能。     

共混型石墨烯/碳纳米管/SMTPU复合材料的制备与性能研究

为改善形状记忆热塑性聚氨酯(SMTPU)的力学和形状记忆性能,通过熔融共混技术制备了氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合填充改性的SMTPU复合材料,其中,氧化石墨烯首先用乙二胺进行接枝改性,多壁碳纳米管用硫酸/硝酸混合酸进行了处理。进一步研究了上述填料的加入对所得复合材料的力学性能、熔体流动速率及形状记忆性能的影响。结果表明,填料含量对复合材料的力学和形状记忆性能有明显的影响。固定氧化石墨烯与多壁碳纳米管的质量比为1,当它们在复合材料中的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度较纯SMTPU提高了25.2%。随着填料含量的增加,复合材料的熔体流动速率逐渐降低。形状记忆性能研究表明,加入氧化石墨烯/多壁碳纳米管使得复合材料的形状固定率先上升后下降,而且在氧化石墨烯/多壁碳纳米管的质量分数为0.5%时,复合材料形状固定率最大,较纯SMTPU提高了26.4%;形状回复率则随填料含量的增加逐渐上升,且回复温度越高,形状回复率越好。     

丙烯酸酯类聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备和性能研究

以异佛尔酮-二异氰酸酯、聚乙二醇和甲基丙烯酸-β-羟乙酯合成的丙烯酸酯类聚氨酯预聚体为基体,添加改性碳纳米管,制备聚氨酯/碳纳米管复合材料。研究了碳纳米管的含量对复合材料的力学性能、热学性能和导电性能的影响。结果表明,当碳纳米管质量分数为0.4%时,复合材料的断裂伸长率提高了13%,冲击强度提高了20%,体积电阻率下降了5个数量级,而对热学性能基本没有影响。     

碳纳米管对聚4-甲基1-戊烯结晶及力学性能的影响

在聚4-甲基1-戊烯(TPX)中分别加入多壁碳纳米管(MWNT)、羟基化多壁碳纳米管(MWNT-OH)、羧基化多壁碳纳米管(MWNT-COOH),制备了TPX/碳纳米管(CNTs)复合材料。研究了CNTs对复合材料结晶性能与力学性能的影响。结果表明:加入CNTs对TPX的熔点与晶体结构没有影响,但复合材料的结晶度有所降低;加入CNTs可提高复合材料的弹性模量,与MWNT-OH相比,MWNT更能提高复合材料的弹性模量;随着MWNT-COOH含量的增加,TPX/MWNT-COOH复合材料的弹性模量也得到很大提高,当w(MWNT-COOH)为5.0%时,复合材料的弹性模量达257 MPa。     

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%。     

原位聚合法制备热塑性聚氨酯/多壁碳纳米管复合材料及其性能研究

采用原位聚合法制备了热塑性聚氨酯/多壁碳纳米管(TPU/MWNT)复合材料,利用热重分析(TGA)、体积电阻率测试、维卡软化点测试、力学性能测试,研究了多壁碳纳米管(MWNT)质量分数对复合材料热稳定性、导电性以及力学性能的影响。结果表明,经酸化处理的MWNT可以显著提高复合材料的热稳定性和力学性能,质量分数为0.8%的TPU/MWNT复合材料具有最优异的热稳定性和力学性能。同时,一定含量的MWNT能够搭建三维网络结构,使材料的导电性和耐热性也得到了显著提高。     

改性多壁碳纳米管／聚氨酯乳液的制备与研究

以聚醚多元醇（N-210）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）、一缩二乙二醇（DEG）为基料,合成了水性聚氨酯预聚体,采用改性多壁碳纳米管（ MWCNTs ）的悬浊液为分散介质得到水性聚氨酯复合乳液。通过TEM、拉力机、TGA对其胶膜的微观结构、力学性能以及热学性能进行测试,结果表明： MWCNTs均匀分散在聚氨酯胶膜中;当MWCNTs质量分数在0.5％时,拉伸强度达到最大值为17.91 MPa,比纯聚氨酯提高了81％;复合材料的断裂伸长率均达到500％以上,最大达到539％,明显高于未加改性碳纳米管的聚氨酯; MWCNTs的加入可明显提高复合材料的耐热性。     

SDBS对多壁碳纳米管悬浮液分散性的影响

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为分散剂,氯化胆碱-丙二酸类离子液体为溶剂,通过超声分散处理多壁碳纳米管,制备了分散性良好的多壁碳纳米管悬浮液。采用紫外-可见分光光度法和粒径测试考察了SDBS对多壁碳纳米管悬浮液分散性的影响。结果表明,在多壁碳纳米管悬浮液中,当SDBS的浓度为1.2 mmol?L~(-1)左右时,悬浮碳纳米管的浓度最大,约为初始浓度的89%。悬浮液中多壁碳纳米管的平均粒径随着SDBS的浓度的增大而逐渐降低,在SDBS的浓度大于1.0 mmol?L~(-1)时,下降趋势变缓慢。添加SDBS后的多壁碳纳米管悬浮液的稳定性显著提高,192 h后基本趋于稳定。     

聚氨酯/镍-碳纳米管复合材料的研究

首先采用混酸氧化法处理多壁碳纳米管(MWCNTs),然后运用化学镀的方法,在碳纳米管的表面包裹金属镍,制备了镍-碳纳米管(Ni-MWCNTs)纳米复合材料。以所制备的Ni-MWCNTs纳米复合材料为添加剂,丙烯酸酯类聚氨酯(PUR)为基体,制备了PUR/Ni-MWCNTs功能复合材料。对材料的热力学性能和电性能进行了表征,并讨论了Ni-MWCNTs的含量对PUR/Ni-MWCNTs功能复合材料性能的影响。