碳纳米管/蒙脱土/聚合物纳米复合材料的制备及性能研究

发布时间：2023-05-20 12:10

　　聚合物纳米复合材料被视为新世纪最有发展前景的材料之一。为了充分发掘纳米填料的潜能,人们开展了大量卓有成效的研究工作。其中一个新颖的研究思路是受“合金”概念的启示,将各具优势的两种填料混合使用,由此制备的聚合物复合材料获得了明显的性能协同增强。本课题涉及的基于粘土/碳纳米管(Clay/CNT)纳米杂化填料的聚合物纳米复合材料即属于该领域研究范畴,以追求制备出经济实用且性能优良的聚合物纳米复合材料。本课题以钠基蒙脱土(Na+-MMT)和单壁碳纳米管(SWNT)为起始原料,通过化学键接乙二胺赋予SWNT表面正电特性(N+-SWNT),然后利用N+-SWNT与表面负电性的剥离MMT片层(CNLs)间的长程静电相互作用制取N+-SWNT/CNLs纳米杂化材料(SCH)。将SCH应用到聚乙烯醇(PVA)纳米复合薄膜和Nylon 6纳米复合材料的制备,调查SCH中的N+-SWNT和CNLs在改善聚合物性能时的协同效应。SEM和TEM证明SCH在聚合物基体中能够均匀分散并与基体形成良好的界面黏合,更重要的是SCH在聚合物基体中能够维系其纳米异质结构。通过力学测试、DSC测试、热导率测试、TGA测试等表...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1. 绪论
    1.1 前言
    1.2 纳米填料
        1.2.1 碳纳米管
            1.2.1.1 碳纳米管的力学性能
            1.2.1.2 碳纳米管的热学性能
            1.2.1.3 碳纳米管的电学性能
        1.2.2 粘土
            1.2.2.1 粘土的结构与种类
            1.2.2.2 粘土的特性
    1.3 聚合物纳米复合材料
        1.3.1 碳纳米管/聚合物纳米复合材料
            1.3.1.1 制备
            1.3.1.2 性能
            1.3.1.3 应用
        1.3.2 粘土/聚合物纳米复合材料
            1.3.2.1 类型
            1.3.2.2 制备与性能
        1.3.3 碳纳米管/粘土/聚合物纳米复合材料
            1.3.3.1 直接混合法
            1.3.3.2 间接混合法
    1.4 课题提出
2.SCH的制备与结构表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料
        2.2.2 SWNT的表面改性
            2.2.2.1 SWNT的酸化
            2.2.2.2 SWNT的酰氯化
            2.2.2.3 N+-SWNT的制备
        2.2.3 CNLs水分散液的制备
        2.2.4 SCH的制备
    2.3 仪器与测试
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 N⁺-SWNT的表征
        2.4.2 CNLs的表征
        2.4.3 SCH的表征
    2.5 本章小结
3.PVA/SCH纳米复合薄膜的制备
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料
        3.2.2 PVA纳米复合薄膜的制备
    3.3 仪器与测试
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 PVA/SCH纳米复合材料的结构表征
            3.4.1.1 宏观分散性表征
            3.4.1.2 微观分散性表征
        3.4.2 PVA纳米复合材料的性能测试
            3.4.2.1 力学性能
            3.4.2.2 热学性能
    3.5 本章小结
4.Nylon 6/SCH纳米复合材料的制备
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 原料
        4.2.2 尼龙6纳米复合材料的制备
    4.3 仪器与测试
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 Nylon 6 纳米复合材料的混炼特性曲线
        4.4.2 Nylon 6/SCH纳米复合材料的结构表征
        4.4.3 Nylon 6 纳米复合材料的性能测试
            4.4.3.1 力学性能
            4.4.3.2 热学性能
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
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本文编号：3821090