多壁碳納米管-環(huán)氧樹脂復合材料制備及其性能研究.pdf

1、由多壁碳納米管(MWCNTs)增強的環(huán)氧樹脂(Ep)復合材料，可以將MWCNTs優(yōu)良的力學和電學性能與Ep的耐腐蝕、耐熱性和粘結(jié)性等性能結(jié)合起來，是近幾年發(fā)展起來的MWCNTs的一個重要的應用研究方向，但尚有許多理論和實驗方面的問題有待解決。 本文研究了焙燒法和酸腐蝕法相結(jié)合對催化法制備MWCNTs粗產(chǎn)物的純化效果，借助TEM和XRD分別對純化產(chǎn)物進行了表征。實驗發(fā)現(xiàn)加大HNO3濃度和提高加熱攪拌溫度可以提高MWCNTs的純化效

2、果；但是，既使是通過濃HNO3或王水腐蝕，也不能有效地將催化劑載體α-Al2O3除去。本文首次采用正交試驗法考察了基底樹脂、固化劑、增韌劑、稀釋劑等八個因素對Ep復合材料制備及其力學性能和熱穩(wěn)定性的影響；得到了Ep復合材料的綜合的優(yōu)化制備條件，即基底樹脂為E-54、增韌劑為ZS-101、固化劑為TY-300、固化溫度140℃、樹脂-增韌劑-固化劑體系的加熱攪拌時間為15min、樹脂-增韌劑體系的加熱攪拌時間為22min、加入8％稀釋劑、

3、固化時間為3h。 在綜合優(yōu)化條件下制備了MWCNTs/Ep復合材料，然后對其力學性能、電學性能、熱穩(wěn)定性進行了測量，并借助SEM對其斷口形貌進行了表征。實驗結(jié)果表明，隨著MWCNTs添加量的增加，所得MWCNTs/Ep復合材料韌性和比強度得到顯著提高，其電阻率ρ呈下降趨勢，斷面形貌更加復雜；添加經(jīng)表面活性劑預處理的MWCNTs，可明顯地提高MWCNTs/Ep復合材料的彎曲強度，同時顯著提高其比強度；提高體相電阻測量電壓，MWCN