磁致取向MWCNTs增強環(huán)氧復合材料的性能表征及熒光性MWCNTs薄膜可控制備的研究.pdf

1、碳納米管的獨特一維結構和優(yōu)異的機械性能、電磁性能等特性，使其廣泛應用于諸多領域。然而，碳納米管因具有較大長徑比和相互間較強的范德華力而容易纏結，分散性差且基體界面結合差。大量研究表明，對碳納米管表面進行有機改性且使其在基體中取向分布是實現(xiàn)提高其分散性和充分發(fā)揮其優(yōu)異特性的一個有效途徑。本文結合原子轉移自由基聚合(ATRP)法和化學共沉淀法對碳納米管進行表面化學改性得到了磁性碳納米管(MWCNTs-Fe3O4)，并制備了磁致取向MWCNT

2、s-Fe3O4增強的環(huán)氧復合材料，系統(tǒng)研究了MWCNTs-Fe3O4含量及其取向狀態(tài)對復合材料力學性能、電性能等的影響機制，同時在熒光標記的基礎上，利用真空抽濾法制備了熒光磁性碳納米管(F&M-MWCNTs)的取向薄膜，研究了不同工藝條件與F&M-MWCNTs取向薄膜結構的關聯(lián)性。
　　結合ATRP法和化學共沉淀法成功制備了MWCNTs-Fe3O4，進一步在有無磁場的條件下分別制備了取向和無規(guī)分布MWCNTs-Fe3O4增強的環(huán)氧

3、復合材料。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、光學顯微鏡(OM)等表征手段研究發(fā)現(xiàn)，MWCNTs-Fe3O4在樹脂基體中具有優(yōu)異的分散性，其取向度隨含量而升高。同時沿取向方向，取向MWCNTs-Fe3O4/環(huán)氧復合材料力學性能和電性能均明顯高于無規(guī)分布MWCNTs-Fe3O4/環(huán)氧復合材料，顯示了取向MWCNTs-Fe3O4對環(huán)氧復合材料的顯著增強效應。隨MWCNTs-Fe3O4含量增加，環(huán)氧復合材料的力學性能和電性能呈上升趨勢，這主要歸因于

4、MWCNTs-Fe3O4在基體中的高度取向和形成的微網(wǎng)絡結構，能承載應力轉移，且微網(wǎng)絡結構的相互連接促進導電性能。
　　選用熒光分子FTIC對MWCNTs-PGMA進行熒光標記，并結合ATRP法和化學共沉淀法成功制備了具有熒光和磁性的F&M-MWCNTs。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外光譜(UV)、熒光光譜(FM)及振動樣品磁強計(VSM)等手段研究表明，F(xiàn)&M-MWCNTs呈現(xiàn)典型零維/一維結合的完