碳纳米管聚氨酯复合材料的制备及其性能研究

发布时间：2017-09-12 15:46

  本文关键词：碳纳米管聚氨酯复合材料的制备及其性能研究

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【摘要】： 本文利用碳纳米管的优良力学和电学性能来改善聚氨酯材料的力学和电学性能。 首先利用浓硫酸和浓硝酸的混酸对多壁碳纳米管进行了酸化处理,用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对酸化碳纳米管进行了性能分析,用扫描电子显微镜(SEM)观察其形貌,结果表明酸化处理后的碳纳米管表面有-COOH和-OH生成并且管长变短。酸化处理后的碳纳米管与甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)反应,用XPS对反应后的碳纳米管进行分析表证,结果表明TDI成功地接枝到酸化处理后的碳纳米管上。 利用原位聚合法制备碳纳米管／聚氨酯复合材料,观察复合材料中碳纳米管的分散性,对复合材料进行了拉伸性能测试、动态力学性能测试(DMA)和导电性能测试,探究酸化前后碳纳米管及其含量对复合材料的力学性能和导电性能的影响。结果表明：碳纳米管经酸化处理后在复合材料的分散性好于酸化前；与聚氨酯相比,加入碳纳米管以后,复合材料的力学性能和导电性能都有明显的提高。利用酸化处理后的碳纳米管制备的复合材料的力学性能和导电性能都随碳纳米管含量的增加而增强,利用未酸化处理的碳纳米管制备的复合材料的力学性能和导电性能能随碳纳米管含量的增加而先增加后降低。 本文还制备了碳纳米管／铜粉／聚氨酯复合材料,并与聚氨酯和碳纳米管聚氨酯复合材料进行了力学和导电性能的比较,结果表明：铜粉的加入使复合材料的力学性能下降,导电性能增加。
【关键词】：碳纳米管 聚氨酯 复合材料 原位聚合 性能
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TB383.1
【目录】：

• 中文摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第1章 绪论7-24
• 1.1 碳纳米管简介7-12
• 1.1.1 碳纳米管的发现7
• 1.1.2 碳纳米管的结构特点7-9
• 1.1.3 碳纳米管的制备9-11
• 1.1.4 碳纳米管的性能11-12
• 1.2 碳纳米管的表面修饰12-17
• 1.2.1 共价键化学修饰13-15
• 1.2.2 非共价键化学修饰15-17
• 1.3 碳纳米管/聚氨酯复合材料的研究17-23
• 1.3.1 碳纳米管/聚合物复合材料的制备方法及性能17-20
• 1.3.2 碳纳米管/聚氨酯复合材料的制备方法及性能20-23
• 1.4 本课题研究的内容、目的与意义23-24
• 第2章 实验部分24-33
• 2.1 实验所用的主要仪器与试剂24-26
• 2.1.1 主要仪器24-25
• 2.1.2 主要试剂25-26
• 2.2 实验步骤26-31
• 2.2.1 多壁碳纳米管的处理26-27
• 2.2.2 异氰酸酯预聚物中-NCO基含量的测定27-28
• 2.2.3 异氰酸酯预聚物与聚乙二醇(400)固化质量比的计算28
• 2.2.4 聚氨酯材料的合成28-29
• 2.2.5 碳纳米管/聚氨酯复合材料的合成29-31
• 2.2.6 碳纳米管/铜粉/聚氨酯复合材料的合成31
• 2.3 材料的测试与表征31-33
• 2.3.1 傅立叶变换红外光谱分析(FTIR)31
• 2.3.2 X射线光电子能谱元素分析(XPS)31
• 2.3.3 电子扫描显微镜观察(SEM)31-32
• 2.3.4 动态力学性能测试(DMA)32
• 2.3.5 力学性能测试32
• 2.3.6 电学性能测试32-33
• 第3章 结果与讨论33-53
• 3.1 酸化处理对多壁碳纳米管性能的影响33-41
• 3.1.1 多壁碳纳米管酸化前后的FTIR分析33-35
• 3.1.2 多壁碳纳米管的XPS分析35-39
• 3.1.3 多壁碳纳米管的SEM观察39-40
• 3.1.4 多壁碳纳米管在水中的分散性40-41
• 3.2 碳纳米管/聚氨酯复合材料的性能研究41-53
• 3.2.1 碳纳米管/聚氨酯复合材料中碳纳米管的分散性41-44
• 3.2.2 碳纳米管/聚氨酯复合材料的力学性能44-46
• 3.2.3 碳纳米管/聚氨酯复合材料的动态力学性能46-50
• 3.2.4 碳纳米管/聚氨酯复合材料的导电性能50-53
• 结论53-54
• 参考文献54-65
• 致谢65-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文66-67

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张小青;Fe_3O_4/MWCNTs/PVDF复合材料的制备及其介电性能研究[D];哈尔滨师范大学;2011年

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本文编号：838117