离子液体改性碳纳米管制备碳纳米管/天然橡胶复合材料

发布时间：2021-07-03 23:25

　　碳纳米管因其独特的结构使其具有超高的强度、极大的韧性及优异的导电、导热性能,但由于碳纳米管的大长径比引起的缠绕和大比表面积引起的高表面能致使碳纳米管呈现团聚形态,很难分散在基体中,因此对其进行改性显得至关重要。本文在机械研磨剪切作用下,采用离子液体对多壁碳纳米管进行非共价改性,制备得到了离子液体改性的多壁碳纳米管（IL-MWCNT）。将天然橡胶（NR）以及天然胶乳（NRL）作为基体,离子液体改性多壁碳纳米管作为填料,制备改性多壁碳纳米管/天然橡胶（IL-MWCNT/NR）复合材料,比较了离子液体改性的碳纳米管以及未改性的碳纳米管/天然橡胶复合材料的性能。通过DSC、TGA、Raman等方法研究碳纳米管和离子液体之间的相互作用,通过DMA、RPA、透射电镜等测试方法对离子液体改性碳纳米管/天然橡胶复合材料的微观结构、机械性能、耐疲劳性能以及佩恩效应进行系统的研究。研究结果如下:（1）结果显示碳纳米管在胶体磨作用下,离子液体和碳纳米管之间通过阳离子-π、π-π共轭作用,使得离子液体能附着在多壁碳纳米管表面,从而离子液体对多壁碳纳米管进行非共价改性,在超声处理后得到离子液体改性的碳纳米管。D... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 碳纳米管
        1.2.1 碳纳米管的种类、结构与性质
        1.2.2 碳纳米管的制备方法
        1.2.3 碳纳米管的应用
        1.2.4 碳纳米管的功能化改性
    1.3 离子液体
        1.3.1 离子液体的类型
        1.3.2 离子液体的合成
        1.3.3 离子液体的应用领域
    1.4 橡胶的耐疲劳性
        1.4.1 橡胶材料疲劳寿命的定义
        1.4.2 疲劳破坏机理
        1.4.3 橡胶疲劳的影响因素
        1.4.4 橡胶材料的疲劳寿命的研究方法
        1.4.5 国内外对橡胶疲劳的研究现状
    1.5 本文的研究思路和主要内容
第二章 离子液体(IL)改性碳纳米管(CNT)的制备及表征
    2.1 IL-MWCNT的制备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 实验过程
        2.1.4 表征手段
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 MWCNT和IL-MWCNT的分散稳定性表征
        2.2.2 MWCNT和IL-MWCNT的Raman表征
        2.2.3 MWCNT和IL-MWCNT的TEM表征
        2.2.4 MWCNT和IL-MWCNT的TGA表征
        2.2.5 MWCNT和IL-MWCNT的DSC表征
    2.3 本章小结
第三章 离子液体改性CNTs/NRL复合材料的制备及研究
    3.1 离子液体改性多壁碳纳米管/天然胶乳复合材料的制备
        3.1.1 实验原料
        3.1.2 实验仪器
        3.1.3 实验步骤
        3.1.4 测试和表征
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 IL-MWCNT在IL-MWCNT/NRL复合材料中的分散
        3.2.2 IL-MWCNT/NRL的硫化特性
        3.2.3 IL-MWCNT/NRL的机械性能
        3.2.4 橡胶加工性能分析
        3.2.5 IL-MWCNT/NRL复合材料的动态力学性能分析
        3.2.6 IL-MWCNT/NRL的耐疲劳性能分析
    3.3 本章小结
第四章 离子液体改性CNTs/NR复合材料的制备及研究
    4.1 IL-MWCNT/NR复合材料的制备
        4.1.1 实验原料
        4.1.2 实验仪器
        4.1.3 实验步骤
        4.1.4 测试和表征
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 IL-CNT/NR复合材料的机械性能
        4.2.2 MWCNT/NR和IL-MWCNT/NR复合材料的硫化特性
        4.2.3 MWCNT/NR和IL-MWCNT/NR复合材料加工性能分析
        4.2.4 MWCNT/NR和IL-MWCNT/NR的动态力学性能
        4.2.5 IL-MWCNT/NR复合材料的伸张疲劳
    4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士研究生期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纳米管共价改性环氧乙烷-四氢呋喃嵌段共聚醚的研究[J]. 吉喆,汤永威,张弛.  化工新型材料. 2017(03)
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[3]环氧化功能碳纳米管改性氨基PPS[J]. 王海霞,李振环,程博闻.  复合材料学报. 2016(11)
[4]碳纳米管增强金属基复合材料电学性能研究进展[J]. 易健宏,杨平,沈韬.  复合材料学报. 2016(04)
[5]碳纳米管加入方式对碳纤维/环氧树脂复合材料层间性能的影响[J]. 范雨娇,顾轶卓,邓火英,蒋文革,李敏,张佐光.  复合材料学报. 2015(02)
[6]利用高压水射流技术制备天然橡胶复合材料[J]. 韩晶杰,张俊丽,吴驰飞,马玉录,谢林生.  高分子学报. 2013(07)
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[8]超支化聚乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物的合成、表征及其对多壁碳纳米管表面非共价改性作用研究[J]. 韩盛伦,王召君,陈枫,徐立新,钟明强.  科技通报. 2013(01)
[9]天然橡胶疲劳性能的配方与工艺研究[J]. 陈兵勇,王炜,王凡,魏荣梅.  世界橡胶工业. 2009(12)
[10]对苯乙烯磺酸钠改性炭黑对天然橡胶胶乳力学性能的影响[J]. 何雪莲,韩晶杰,许海燕,吴驰飞.  高分子学报. 2009(11)

硕士论文
[1]碳纳米管增强天然橡胶动态疲劳及耐磨性能研究[D]. 岳纪玲.北京化工大学 2015
[2]碳纳米管的改性修饰及应用研究[D]. 徐元.哈尔滨工程大学 2014



本文编号：3263558