定向碳纳米管/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

发布时间：2021-08-12 03:57

　　近年来,碳纳米管受到人们的广泛关注,并取得了可观的研究成果。碳纳米管力学性能优异,并具有极高的导热和导电性能,但在利用碳纳米管对复合材料进行改性的过程中,其优良的性能并未得到充分的发挥,如何充分利用碳纳米管在轴向方向上的优良性能,成为许多科研工作者的研究的目标。本课题首先利用两种形貌的碳填料:炭黑和碳纳米管,对天然橡胶进行共填充,通过改变两者之间的配比,研究了两种碳填料对复合材料导热性能、力学性能、导电性能的协同效应。研究表明:碳纳米管和炭黑对于不同的性能都存在一个最佳配比。当碳纳米管通过机械剪切发生取向后,复合材料表现出明显的各向异性。利用两种形貌不同的导热填料:氮化铝和碳纳米管,对天然橡胶进行填充改性。研究表明:纳米级的氮化铝与碳纳米管配合使用对复合材料导热性能的改善明显优于微米级的氮化铝。当纳米氮化铝和碳纳米管的体积分数为1:1时,复合材料的导热性能最优,其力学性能随着碳纳米管含量的增加而逐渐改善。碳纳米管的机械定向使复合材料的导热性能和力学性能均呈现各向异性。本课题还提出了一种制备定向碳纳米管填充的天然橡胶复合材料的新方法,首先利用溶液共混的方法,将碳纳米管添加到天然橡胶的甲苯... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 碳纳米管概述
        1.2.1 碳纳米管的结构
        1.2.2 碳纳米管的制备方法
        1.2.3 碳纳米管的性能
    1.3 定向碳纳米管聚合物基复合材料的研究现状
        1.3.1 碳纳米管在电场中的定向排列
        1.3.2 碳纳米管在磁场中的定向排列
        1.3.3 碳纳米管在剪切力作用下的定向排列
        1.3.4 机械拉伸对碳纳米管的定向
        1.3.5 静电纺丝技术对碳纳米管的定向
        1.3.6 利用渗透技术复合定向碳纳米管与聚合物基体
        1.3.7 其他定向技术
    1.4 选题的目的及意义
    1.5 课题来源
    1.6 主要研究内容
    1.7 研究创新点
2 定向碳纳米管/炭黑双元填充天然橡胶的制备及性能研究
    2.1.前言
    2.2.实验
        2.2.1 实验原料及设备
        2.2.2 实验配方
        2.2.3 试样的制备
        2.2.4 测试方法及表征
    2.3.分析结果与讨论
        2.3.1 复合材料在透射电镜下的形貌
        2.3.2 复合材料的导热性能分析
        2.3.3 复合材料的力学性能分析
        2.3.4 复合材料的导电性能分析
    2.4 本章小结
3 定向碳纳米管/氮化铝双元填充天然橡胶的制备及性能研究
    3.1 前言
    3.2.实验
        3.2.1 实验原料及设备
        3.2.2 实验配方
        3.2.3 试样的制备
        3.2.4 测试方法及表征
    3.3 分析结果与讨论
        3.3.1 复合材料的形貌分析
        3.3.2 复合材料的门尼粘度分析
        3.3.3 复合材料的导热性能分析
        3.3.4 复合材料的力学性能分析
        3.3.5 复合材料的动态热力学分析
        3.3.6 复合材料的导电性能分析
    3.4 本章小结
4 流场诱导碳纳米管取向对天然橡胶性能的影响
    4.1 前言
    4.2 实验
        4.2.1 实验原料及设备
        4.2.2 试样的制备
        4.2.3 测试方法及表征
    4.3.结果与讨论
        4.3.1 复合材料的形貌分析
        4.3.2 复合材料的偏振拉曼光谱分析
        4.3.3 复合材料导热性能分析
        4.3.4 复合材料的动态热机械分析
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表和完成论文



本文编号：3337535