碳纳米管—碳纤维多尺度增强体的制备及性能研究

发布时间：2017-08-20 23:16

  本文关键词：碳纳米管—碳纤维多尺度增强体的制备及性能研究

  更多相关文章： 碳纳米管 碳纤维 多尺度增强体 六羰基铬

【摘要】：本文主要阐述了电泳沉积法制备碳纳米管-碳纤维多尺度增强体以及其性能的相关研究,同时制备了掺杂六羰基铬(Cr(CO)6)的碳纳米管-Cr(CO)6-碳纤维多尺度增强体,重点考察了增强体的表面形貌、力学性能、环氧树脂浸润性等性能。首先选用混酸氧化超声的方法对碳纳米管进行预处理,得到了均匀分散的碳纳米管/乙醇分散液,然后使用索氏提取法对碳纤维进行退浆处理,去除碳纤维表面上浆剂,提高碳纤维表面粗糙度。随后在不同电压下电泳沉积了一系列的碳纳米管-碳纤维多尺度增强体。经过SEM、力学性能测试等表征手段证明在50V电压下电泳沉积15min得到了各方面性能优良的增强材料。接着运用电泳沉积法制备了不同Cr(CO)6含量的碳纳米管-Cr(CO)6-碳纤维多尺度增强体,希望通过Cr(CO)6的掺杂增强碳纳米管与碳纤维的相互作用。经过一系列测试表征,证明Cr(CO)6的加入使增强体的表面形貌更加粗糙,而且对于增强体与环氧树脂之间的接触角并没有较大影响,力学性能测试更是表明,通过加入Cr(CO)6,使得碳纳米管与碳纤维之间的相互作用更加显著,最终提高了增强体的力学性能。而其中性能最为优异的碳纳米管-Cr(CO)6-碳纤维多尺度增强体是在Cr(CO)6与碳纳米管mol比为3：1时得到的。本文中制备的多尺度增强体不仅可以提高复合材料的力学性能,还可以有效的提高复合材料的热稳定性,这对于复合材料增强体的研究是一个重大的突破。
【关键词】：碳纳米管 碳纤维 多尺度增强体 六羰基铬
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.11
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-21
• 1.1 碳纤维概述10-13
• 1.1.1 碳纤维的发展10-11
• 1.1.2 碳纤维的制备及其基本结构11-12
• 1.1.3 碳纤维的物理化学性能12
• 1.1.4 碳纤维的表面改性12-13
• 1.2 碳纳米管13-15
• 1.2.1 碳纳米管的特性15
• 1.3 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体15-20
• 1.3.1 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体制备方法16-19
• 1.3.2 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体树脂基复合材料研究进展19-20
• 1.4 本文研究思路和内容20-21
• 2 碳纤维及碳纳米管的预处理21-32
• 2.1 碳纳米管的表面官能化21-25
• 2.1.1 理论背景21
• 2.1.2 实验药品及仪器21-22
• 2.1.3 实验步骤22
• 2.1.4 结果与讨论22-25
• 2.2 碳纤维预处理25-30
• 2.2.1 理论背景25
• 2.2.2 实验药品及仪器25-26
• 2.2.3 实验步骤26
• 2.2.4 测试表征26-27
• 2.2.5 结果与讨论27-30
• 2.3 本章小结30-32
• 3 碳纳米管碳纤维多尺度增强体的制备及其性能研究32-43
• 3.1 理论背景32
• 3.2 实验药品及仪器32-33
• 3.3 实验步骤33-34
• 3.3.1 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体的制备33
• 3.3.2 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体复合环氧树脂材料的制备33-34
• 3.3.3 环氧树脂的固化34
• 3.4 测试表征34-35
• 3.4.1 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体SEM表征34
• 3.4.2 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体激光拉曼光谱表征34
• 3.4.3 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体接触角测试34
• 3.4.4 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体力学性能表征34
• 3.4.5 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体复合环氧树脂材料TG表征34-35
• 3.5 结果与讨论35-41
• 3.5.1 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体SEM表征35-37
• 3.5.2 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体激光拉曼光谱分析37-38
• 3.5.3 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体接触角测试38-39
• 3.5.4 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体力学性能表征39-40
• 3.5.5 碳纳米管-碳纤维多尺度增强体复合环氧树脂材料TG分析40-41
• 3.6 本章小结41-43
• 4 掺杂Cr(CO)_6的碳纳米管-碳纤维多尺度增强体的制备及其性能研究43-55
• 4.1 理论背景43-44
• 4.2 实验药品及仪器44
• 4.3 实验步骤44-45
• 4.3.1 掺杂Cr(CO)_6的碳纳米管-碳纤维多尺度增强体的制备44-45
• 4.3.2 碳纳米管-Cr(CO)_6-碳纤维多尺度增强体复合环氧树脂材料的制备45
• 4.4 测试表征45
• 4.4.1 碳纳米管-Cr(CO)_6-碳纤维多尺度增强体SEM表征45
• 4.4.2 碳纳米管-Cr(CO)_6-碳纤维多尺度增强体拉曼表征45
• 4.4.3 碳纳米管-Cr(CO)_6-碳纤维多尺度增强体接触角测试45
• 4.4.4 碳纳米管-Cr(CO)_6-碳纤维多尺度增强体力学性能测试45
• 4.4.5 碳纳米管-Cr(CO)_6-碳纤维多尺度增强体复合环氧树脂TG测试45
• 4.5 结果与讨论45-53
• 4.5.1 碳纳米管-Cr(CO)_6-碳纤维多尺度增强体SEM表征46-48
• 4.5.2 碳纳米管-Cr(CO)_6-碳纤维多尺度增强体激光拉曼光谱表征48-49
• 4.5.3 碳纳米管-Cr(CO)_6-碳纤维多尺度增强体接触角测试49-50
• 4.5.4 碳纳米管-Cr(CO)_6-碳纤维多尺度增强体力学性能测试50-51
• 4.5.5 碳纳米管-Cr(CO)_6-碳纤维多尺度增强体复合环氧树脂TG测试51-53
• 4.6 本章小结53-55
• 5 结论55-58
• 5.1 本文主要结论55-56
• 5.2 本文的主要特色56-57
• 5.3 尚待进一步研究的问题57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-68
• 附录68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 沃西源;国内外几种碳纤维性能比较及初步分析[J];高科技纤维与应用;2000年02期

2 钱水林;;碳纤维表面处理技术探讨[J];合成纤维;2008年11期

3 鲁学林;王钧;徐任信;张联盟;;碳纤维导电纸及其复合材料的开发与应用[J];高科技纤维与应用;2008年04期

4 ;一种在碳纤维表面制备碳化硅涂层的方法[J];高科技纤维与应用;2009年05期

5 马刚峰;徐泽夕;常青;王新欣;刘书铖;;碳纤维上浆剂的开发和研究进展[J];现代纺织技术;2012年05期

6 周军锋;姜术丹;司彦斌;邹鑫;张颖;刘文;;造纸用碳纤维专利技术现状与发展趋势[J];国际造纸;2012年05期

7 李一;聂俊辉;李楠;柳学全;贾成厂;;镍覆膜碳纤维的制备与性能研究[J];功能材料;2012年13期

8 李艳;徐卫平;张兴龙;;碳纤维表面处理的研究进展[J];化纤与纺织技术;2013年03期

9 何秉柽;国内碳纤维研究概况[J];玻璃钢;1984年02期

10 聂嘉阳;碳纤维研究生产中值得注意的几个问题[J];宇航材料工艺;1984年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 姚江薇;于伟东;;碳纤维断面结构观察[A];复合材料——基础、创新、高效：第十四届全国复合材料学术会议论文集（上）[C];2006年

2 于伟东;姚江薇;;碳纤维的表面处理及其时间效应[A];复合材料——基础、创新、高效：第十四届全国复合材料学术会议论文集（上）[C];2006年

3 陈发桥;王继辉;冀运东;张彦文;;碳纤维表面处理对聚合物基复合材料电性能的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（2）[C];2007年

4 张淑斌;刘福杰;王浩静;孟令瑶;;等离子体技术在碳纤维表面处理中的应用[A];第17届全国复合材料学术会议（纳米复合材料与界面分论坛）论文集[C];2012年

5 李灵聪;王丽丽;于运花;杨小平;;碳纤维表面性质及其环氧树脂基复合材料湿热性能研究[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题L：高性能树脂[C];2013年

6 冀克俭;张以河;汪信;张复涛;张银生;;碳纤维的臭氧表面处理及其XPS表征[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策（下册）[C];2002年

7 齐志军;孙浩;李健卓;;碳纤维气相表面处理的方法[A];低碳经济与科学发展——吉林省第六届科学技术学术年会论文集[C];2010年

8 张美云;钟林新;刘正伟;;碳纤维表面氧化改性的研究[A];中国造纸学会第十三届学术年会论文集（下）[C];2008年

9 马金瑞;赵龙;李敏;张佐光;;几种碳纤维表面能差异性研究[A];第17届全国复合材料学术会议（纳米复合材料与界面分论坛）论文集[C];2012年

10 王慧;林群芳;周晓东;;可针对不同性质基体自适应构建强相互作用的碳纤维表面改性方法[A];2012年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（下册）[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 柴英新;碳纤维补强加固混凝土结构有较长安全寿命[N];中国建材报;2007年

2 陈金昌 钟雪华 金灿华;碳纤维结构加固技术在旧房改建中的应用[N];中华建筑报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 范大鹏;临界条件下碳纤维表面清洗及氧化的研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

2 李素敏;结构—储能型碳纤维/环氧树脂基复合材料的制备及性能研究[D];江苏大学;2015年

3 顾红星;国产T800碳纤维表征分析及树脂基复合材料性能研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2015年

4 刘志高;氯化锌活化木材液化物碳纤维孔形成历程与吸附特性[D];北京林业大学;2016年

5 王宇威;重氮反应修饰碳纤维表面及其复合材料界面性能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

6 武光顺;碳纤维表面纳米结构修饰及其MPSR复合材料性能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

7 马丽春;碳纤维表面化学修饰及其复合材料界面性能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

8 郭慧;碳纤维表面能、表面粗糙度及化学组成的表征[D];哈尔滨工业大学;2010年

9 张建辉;竹材液化物碳纤维的制备、结构与性能表征[D];北京林业大学;2011年

10 喻冬秀;包覆型短碳纤维的制备和电磁性能的研究[D];华南理工大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 宋兴来;高温高压氨水改性碳纤维的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

2 范大鹏;超临界二氧化碳对碳纤维的表面处理[D];哈尔滨工业大学;2006年

3 林枫;缺陷损伤对碳纤维的强度以及模量的影响[D];哈尔滨工业大学;2013年

4 庄严;碳纤维表面改性的研究[D];昆明理工大学;2015年

5 水兴瑶;应用于热塑性基体的碳纤维水性上浆剂的制备及性能研究[D];浙江理工大学;2016年

6 侯鑫;碳纤维镍钴功能粒子及其柔性导电复合材料制备及性能研究[D];中北大学;2016年

7 刘美玲;碳纤维负载二氧化钛光催化材料的制备及其可见光活性研究[D];长春工业大学;2016年

8 邹豪豪;碳纤维表面合金化及其镀层界面特征研究[D];长春工业大学;2016年

9 程文竹;碳纤维增强聚碳酸酯复合材料的制备及性能研究[D];吉林大学;2016年

10 吉瑞芳;表面修饰的碳纤维强韧化Ni_3Si基复合材料的研究[D];兰州理工大学;2016年

，

本文编号：709451