碳納米管修飾聚酰亞胺纖維增強(qiáng)磷酸基地質(zhì)聚合物力學(xué)性能和介電性能的研究.pdf

1、最近的研究表明，鋁硅酸鹽材料如偏高嶺土也可以通過磷酸激活來獲得一種被稱為磷酸基地質(zhì)聚合物的新型地質(zhì)聚合物。它相比于傳統(tǒng)的堿激發(fā)地質(zhì)聚合物具有更好的力學(xué)性能，熱性能和介電性能，但是傳統(tǒng)地質(zhì)聚合物脆性大和抗沖性能差的缺點限制了其在很多領(lǐng)域的應(yīng)用。聚酰亞胺(PI)纖維作為一種高強(qiáng)度，耐高溫和低介電常數(shù)的高性能纖維，將其應(yīng)用到增強(qiáng)磷酸基地質(zhì)聚合物可以制備出一種新型的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料。本課題研究出一種使用碳納米管(CNTs)修飾PI纖維表面的新

2、方法，該修飾方法通過纖維表面堿處理，羧化改性后用酰氯官能化，然后與PEI進(jìn)行反應(yīng)，最后酰氯化的碳納米管接枝在PI纖維表面上。通過傅里葉變換紅外和X射線光電子能譜表征證實碳納米管被化學(xué)接枝到PI纖維的表面上，掃描電子顯微鏡觀察證實纖維表面被碳納米管均勻且密集地覆蓋。在纖維表面存在CNTs時，PI纖維的表面能和潤濕性得到改善，這有助于增強(qiáng)PI纖維在作為增強(qiáng)纖維時與其他無機(jī)基質(zhì)的界面粘合性。本課題接下來研究了碳納米管修飾的PI纖維對磷酸基地質(zhì)

3、聚合物增強(qiáng)的作用，結(jié)果表明地質(zhì)復(fù)合材料得到明顯的增強(qiáng)，當(dāng)纖維的含量為1.5wt％時復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大。經(jīng)力學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn)，在最佳纖維含量下，碳納米管修飾的PI纖維使磷酸基地質(zhì)聚合物的壓縮強(qiáng)度提高了91.3％，抗彎強(qiáng)度提高了284％，而原始PI纖維使磷酸基地質(zhì)聚合物壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別只提高了61％和174.4％。分析研究表明，經(jīng)過碳納米管對PI纖維表面的修飾，纖維和基體之間的摩擦力和粘附力得到提高，這會顯著提高從基體