多壁碳納米管增強(qiáng)尼龍6復(fù)合纖維的制備及表征.pdf

1、碳納米管(CNTs)因?yàn)槠渥吭降牧W(xué)性能而被認(rèn)為是復(fù)合材料的理想填充體，CNTs增強(qiáng)復(fù)合材料是納米材料研究中的熱點(diǎn)問題。但是，CNTs對聚合物的增強(qiáng)效率無法達(dá)到人們的預(yù)期，CNTs增強(qiáng)復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)仍存在一定的差距，而CNTs長徑比是影響增強(qiáng)效率的因素之一。CNTs長徑比較小時(shí)將限制載荷轉(zhuǎn)移效率，而CNTs長徑比較大時(shí)又不易分散。如果能確定一個(gè)既能均勻分散又能有效轉(zhuǎn)移載荷的最佳CNTs長徑比則可大幅度地提高CNTs對復(fù)合材

2、料的增強(qiáng)效率。
　　本文采用熔融共混的方法制備不同長徑比和不同組成多壁碳納米管(MWNTs)增強(qiáng)尼龍6(PA6)復(fù)合纖維。采用力學(xué)拉伸測試了纖維的力學(xué)性能，用場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和光學(xué)顯微鏡(OM)對復(fù)合纖維表面進(jìn)行了表征，通過差示掃描量熱分析(DSC)、熱重分析(TG)、X射線衍射分析(XRD)和動態(tài)熱機(jī)械分析(DMA)對其熱性能和結(jié)晶行為進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，加入MWNTs后，復(fù)合纖維的斷裂強(qiáng)度和楊氏模量增加，熔融行為

3、變化不大，結(jié)晶度和結(jié)晶溫度變大，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高，但熱穩(wěn)定性下降。當(dāng)MWNTs長徑比為～1333時(shí)，力學(xué)性能最佳、晶粒尺寸最小、熱穩(wěn)定性最好而且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度最大?？偠灾?，長徑比為～1333的MWNTs對PA6復(fù)合纖維的增強(qiáng)效果最好。當(dāng)MWNTs含量為0.8wt％時(shí)，增強(qiáng)效果最好，MWNTs含量超過0.8wt％以后開始出現(xiàn)明顯的團(tuán)聚，各項(xiàng)性能有所下降。將0.5wt％長徑比為～1333的MWNTs增強(qiáng)復(fù)合纖維進(jìn)行定長熱定型，通過FES