碳纳米管/PMMA/PVAc复合膜的微观结构研究

在不同工艺条件下制备了碳纳米管／聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）／聚醋酸乙烯酯（PVAc）复合膜，用透射电镜和扫描电镜详细研究了碳纳米管／PMMA／PVAc复合膜的微观结构，考察了碳纳米管在聚合物中的分散状态和导电网络的形成条件，发现通过超声分散和喷涂工艺制备的碳纳米管／PMMA／PVAc复合膜具有规则的导电网络，而且表面平整，是制备导电复合膜的最佳工艺；碳纳米管／PMMA／PVAc复合膜是很好的气敏候选材料。     

聚苯胺/碳纳米管气敏材料的研究进展

聚苯胺具有良好的氧化还原性和环境稳定性以及优异的导电性，是一种良好的气敏材料。但是聚苯胺的共轭离域结构使其在中性和碱性环境中的应用受到制约。碳纳米管具有比表面积大、可在常温下表现出对于不同气体良好的吸附能力的特点，但是单纯的碳纳米管对气体的吸附选择性较差。文章主要介绍了采取金属、金属氧化物或者聚合物掺杂等不同手段改性的聚苯胺、碳纳米管以及聚苯胺/碳纳米管复合材料分别作为气敏材料的气敏性能及气敏机理的研究进展，得出经过改性的聚苯胺/碳纳米管复合材料具备更加优良的气敏特性，但也指出存在复合材料各部分协同作用机理尚不明确，除氨气外其余气体的气敏反应机理研究较少的问题，提出未来应进一步探索复合材料气敏反应机理与复合材料各部分的协同作用机制，设计出所需要材料的分子结构，进而有针对性地对聚苯胺和碳纳米管进行功能化掺杂，合成优良的复合气敏材料。     

碳纳米管填充PUR-T基纳米复合材料气敏响应性能

以热塑性聚氨酯(PUR-T)为基体,以不同尺寸的多壁碳纳米管(MWCNTs1#及MWCNTs2#)为功能性填料,分别采用熔融共混和溶液共混法制备了不同填料含量的PUR-T基导电气敏纳米复合材料,并对纳米复合材料的力学性能、微观结构及其对挥发性有机物蒸汽(苯,四氯化碳、甲醛、乙醚)的气敏响应性能进行了系统研究。结果表明,采用溶液法制备的PUR-T/MWCNTs 2^#纳米复合材料在填料含量为5%时其体积电阻率从纯PUR-T的1012下降到105,并具有最佳的气敏响应综合性能。PUR-T基纳米复合材料对苯、甲醛等亲油性有机溶剂蒸汽具有较高的响应度(达到104~105级),而对甲醛、乙醚等亲水性有机溶剂蒸汽的响应度较低。纳米复合材料在苯蒸汽与干空气循环检测使用时均具有良好的稳定性。机理分析表明纳米复合材料的气敏行为主要是由于PUR-T基体的溶胀效应引起MWCNTs网络的断开和蒸汽分子在MWCNTs上的吸附所致,而前者起主要作用。     

MWNTs/PUR复合材料的制备与气敏响应性研究

将端羧基丁二烯丙烯腈橡胶(CTBN)改性为多端羟基橡胶(f-CTBN)后,掺杂功能化多壁碳纳米管(MWNTs),与4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)反应得到预聚物,再加入聚乙二醇(PEG6000)共聚合,得到一系列聚氨酯复合材料MWNTs/PUR;采用扫描电镜(SEM)、热失重(TG)等手段进行表征;考察了MWNTs含量、固化温度等因素对聚氨酯复合材料气敏响应能力的影响。结果表明,掺杂纳米管不仅提高了聚氨酯复合材料的力学和热学性能,更增强了其对有机溶剂饱和蒸汽的气敏响应能力;当固化温度为80℃时,聚氨酯复合材料的气敏响应能力最强。     

石墨烯/PMMA和多壁碳纳米管/PMMA复合材料的热降解动力学研究

利用热重法研究了石墨烯(GE)和多壁碳纳米管(MWCNTs)对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)热稳定性的影响,并采用Kissinger法、Friedman法和Coats-Redfern法计算了复合材料的热降解动力学参数。结果表明:PMMA的热失重包含两个失重阶段,添加GE和MWCNTs并没有改变PMMA的热失重历程,但是T0、Tm和Tp均随MWCNTs含量的增加呈先增大后减小的趋势,添加量为3%时达到最大,分别较纯PMMA提高了57.23、14.13和20.55℃,而GE的添加没有明显提高PMMA的热稳定性。三种计算方法得到的复合材料的热降解活化能(Ea)随填料含量增加变化趋势一致,在MWCNTs含量为3%、GE含量为4%时,Ea值分别达到最大值,Friedman法计算的PMMA的反应级数为1.6,GE/PMMA复合材料的平均反应级数为1.9,MWCNTs/PMMA复合材料的平均反应级数为1.5。     

碳纳米管/聚酯抗静电纤维的制备和性能

采用聚醚酯作为载体,将处理过的碳纳米管(CNT)充分分散在其中,制成抗静电母粒。在抗静电母粒中,CNT含量为1.0‰时,其体积比电阻可稳定在1010Ω·cm。将该抗静电母粒与聚酯(PET)切片共混纺丝,可制得抗静电聚酯纤维。对纤维的结构和性能作了初步的分析,结果表明:该抗静电涤纶可纺性好,抗静电性、力学性能及耐水洗性优良。     

多壁碳纳米管白水泥复合材料力学性能与电学性能试验研究

将多壁碳纳米管(MWCNTs)按照一定比例掺入到白水泥净浆和白水泥砂浆中,对MWCNTs水泥基复合材料的抗压强度、不同频率下电阻特性和微观结构进行试验研究,试验结果表明:MWCNTs白水泥净浆和白水泥砂浆的抗压强度随着MWCNTs掺入量的增加,先提高,而后降低,当MWCNTs掺量为0.3wt％时,白水泥净浆和砂浆的抗压强度改善效果最明显;不同MWCNTs掺量的白水泥净浆和白水泥砂浆的电阻率均随着测试频率的升高而降低,并且低频时电阻率随频率降低的速度较慢,而高频时电阻率随频率降低的速率较快;MWCNTs白水泥净浆和MWCNTs白水泥砂浆的电阻率,均随MWCNTs掺入量的增高而降低;MWCNTs白水泥净浆和MWCNTs白水泥砂浆的电阻率均随着龄期的增加而增加.     

碳纳米管掺杂纳米ZnO气敏元件敏感特性

采用溶胶–凝胶法合成纳米ZnO,以碳纳米管(carbonnanotube,CNT)为掺杂剂制备CNT–ZnO旁热式气敏元件样品。用X射线衍射和透射电镜分析了ZnO的结构,用扫描电镜观察CNT–ZnO气敏元件样品表面的显微形貌,研究了CNT–ZnO元件对甲醛和丙酮等气体的气敏性能。结果表明:CNT存在于平均粒径为20～30nm的ZnO晶粒间,增加了CNT–ZnO材料的气孔率。CNT–ZnO气敏元件对丙酮的灵敏度高于纯ZnO元件,掺0.6%(质量分数)CNT的ZnO气敏元件(0.6%CNT–ZnO)气敏元件对质量分数为40×10–6甲醛有最高灵敏度(15.11)。而且具有能检测低浓度甲醛气体、选择性好,响应速度快(响应时间约为15s)的优点。     

Co3O4/碳纳米管复合膜的超级电容器性能

采用电泳沉积法在镍片上沉积Co3O4/碳纳米管(CNT)复合膜。利用XRD、SEM和TEM对Co3O4/CNT复合膜进行物性分析,利用循环伏安和恒流充放电测试表征电容性能。研究表明在CNT表面成功包覆了一层Co3O4壳层,形成独特的核/鞘纳米电缆结构。电化学测试表明,Co3O4/CNT复合膜电极具有较好的电容性能,在充放电电流密度为0.5 mA/cm^2时,比电容高达282 F/g;增加电流密度到15 mA/cm2时,比电容为209 F/g,并具有优异的循环稳定性。     

碳纳米管／UHMWPE复合材料的研究

利用化学气相沉积法合成高纯碳纳米管。用少量的碳纳米管就能改善UHMWPE的抗冲击、抗静电及导电性能。此复合材料可望用于同时需要耐磨、抗冲击、耐腐蚀的场合下使用的电子器件与电磁屏蔽材料等。     

碳钢表面钛酸酯和PVC复合修饰膜的耐蚀性

<正>金属表面修饰,是一种有效的提高耐蚀性的手段。化学修饰同电化学修饰相比,操作简便,节能,而且实用性强,具有实际推广的意义。 钛酸酯是由美国Kenrich石油化学公司开发的一类以Ti为中心元素的新型偶联剂。它有比较独特的分子结构,一端能与无机物表面的羟基反应,生成牢固的化学键,另一端能与有机物发生交联。由于钛酸酯的这一特点,其应用范围正在不断扩大,在涂料、粘合剂、塑料和橡胶等方面都得到了广泛应用。Sugerman和SalVatore研究了钛酸酯在水基和高固涂料中的耐蚀性能,探讨了烷基钛酸酯与金属表面清漆耐蚀性的关系。Yoshitaka等研究了α-Fe_2O_3经钛酸酯修饰后表面性质的变化,并初步探讨了钛酸酯与金属的成键方式。总之,钛酸酯的作用愈来愈受到重视。     

碳纤维增强水泥基复合材料的电阻计算模型

根据碳纤维增强水泥基复合材料(carbon fiber reinflorced cement composite,CFRC)导电机理,将CFRC材料内部导电通路分成碳纤维搭接导电与隧道效应导电两种方式.通过假定碳纤维理想搭接,运用定量体视学理论计算碳纤维的搭接电阻.结果表明:随着碳纤维掺量的增加,CFRC材料中网络搭接导电通路所占比例逐渐增加,尤其在渗流区域附近,搭接通路所占比例急剧上升,但是在过渗流区碳纤维掺量对搭接电阻所占比例的影响呈现微弱上升趋势.隧道效应电阻模型计算则依据定态schTodinger方程,通过选取合适参数--电子跃迁的势垒与电子能量的比值U0/E,运用模型得到的计算值与试验值有较好的一致性.在相同的U0/E取值下,隧道效应电阻随着碳纤维掺量的增加而减小;而在同一掺量下,隧道效应电阻计算值随U0/E的增大而增大.     

化学镀Ni-W-B非晶质电阻膜的研究

研究了化学懂Ni-W－B合金的工艺及性能．结果表明，在Ni-B槽液中加入一定量的钨酸钠溶液，不仅能得到含钨、硼的镀层，而且还能提高镀液的沉积速度；Ni-W-B合金层在镀态时为非晶态结构，它的电阻率随钨含量的增加而增大，随镀层厚度的增加而降低．     

碳纳米管的性能及应用

碳纳米管是一种新型的碳的同素异形体。本文简迷了近年来碳纳米管在场发射、复合材料、储氩材料及医学等方面的应用研究的现状与进展．并对碳纳米管的应用前景进行了展望。     

多壁碳纳米管改性热固性酚醛树脂的研究

本文研究了多壁碳纳米管(MWNTs)在热固性钡酚醛树脂中的分散效果以及碳纳米管对酚醛树脂固化和炭化的影响。酚醛树脂含有丰富的苯环结构和丰富的羟基基团,能吸附在碳纳米管上起到均匀分散碳纳米管的作用。同时,碳纳米管能吸附进而调整酚醛树脂在其周围的排列,使酚醛树脂固化时有更多的碰撞机会从而促进酚醛树脂的固化,也使酚醛树脂炭化时能形成更多更完整的石墨结构,提高它在高温下的耐热性能。     

共混高聚物－炭黑复合材料的导电特性

本文讨论了共温高聚物－ＣＢ复合材料比之单一高聚物－ＣＢ复合材料的不同的导电特性及其作用机制。     

碳纤维织物电阻特性研究

研究碳纤维织物的电阻特性对于指导加热抗冰复合材料研究具有重要意义。本文研究了长度、宽度、铺层数等参数对T300碳纤维织物的电阻特性的影响规律,并对比分析了浸入树脂后的复合材料与碳纤维织物的电阻变化规律。研究表明,电阻与碳纤维织物的长度呈线性增大关系;电阻与碳纤维织物的宽度和铺层数呈非线性减小关系,不同于常规导体的反比关系;浸入树脂会使碳纤维织物电阻减小约0.1Ω,通常可以忽略不计。     

超大容量离子电容器碳纳米管与氧化镍复合电极材料的研究

以碳纳米管为基体材料，采用硝酸回流对其进行表面改性，然后应用溶胶－凝胶法在经回流处理的碳纳米管上沉积氢氧化镍，热处理得到碳纳米管与氧化镍复合电极材料。分析了复合电极材料的结构和形貌，研究了碳纳米管与氧化镍复合，回流表面改性对超大容量离子电容器性能的影响。结果表明，碳纳米管与氧化镍复合电极材料兼有碳纳米管和氧化镍两者在结构，性能方面的优势，基于复合电极的超大容量离子电容器不仅能形成双电层电容，也能形成赝电容，其比电容量，比能量高，并在氧化镍质量分数小于50％时具有良好的功率特性和频率响应特性。以氧化镍质量分数为75％的复合电极材料制备电极，所得超大容量离子电容器比电容值可达160F/g；碳纳米管硝酸回流处理对于提高比电容量也有一定作用。