碳納米管功能化及其改性聚酰亞胺雜化薄膜力學(xué)性能分析.pdf

1、近年來，國內(nèi)外學(xué)者采用納米粒子改性聚酰亞胺，以滿足其在特殊領(lǐng)域的需求。碳納米管具有大的長徑比、高的比表面積、高導(dǎo)熱率和導(dǎo)電等特性，常被用來改性聚合物材料。因此本文嘗試用碳納米管改性聚酰亞胺薄膜，研究了碳納米管的功能化工藝及其對雜化薄膜結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。
　　本文探索用芬頓試劑和混酸兩種方法對碳納米管進(jìn)行功能化處理，通過掃描電鏡圖片表征功能化碳納米管在乙醇中的分散性，結(jié)合紅外光譜分析功能化碳納米管的表面基團(tuán)的變化。選擇混酸法對碳

2、納米管進(jìn)行表面修飾，通過原位聚合法制得碳納米管/聚酰胺酸雜化膠液，然后模擬工業(yè)流延法制得PI/MWNTs三層雜化薄膜試樣，并分析碳納米管的引入對聚酰亞胺/碳納米管雜化薄膜的斷面形貌、熱分解溫度、介電強(qiáng)度和力學(xué)性能的影響。
　　研究結(jié)果表明，碳納米管經(jīng)芬頓試劑和混酸功能化處理后引入了羧基、羥基等有機(jī)官能團(tuán)，提高了其在乙醇中的分散性。在雜化薄膜中的碳管含量低于4wt％的區(qū)間內(nèi)，隨著碳納米管含量增加，聚酰亞胺雜化薄膜的熱分解溫度略有上升

3、但幅度不大;拉伸強(qiáng)度隨碳納米管摻雜量的增加呈現(xiàn)出先增加后下降的變化趨勢;斷裂伸長率隨碳納米管含量的增加而緩慢下降，當(dāng)摻雜量超過2wt％時(shí)，顯著下降，雜化薄膜內(nèi)部形成嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)缺陷;彈性模量隨碳管含量的增加先升高后下降。采用長徑比為200的碳納米管改性PI薄膜，拉伸強(qiáng)度在碳納米管含量為0.6wt％時(shí)達(dá)到最大值116.76MPa，此時(shí)拉伸強(qiáng)度上升5.45％，斷裂伸長率下降6.7％;采用長徑比為50的碳納米管改性PI薄膜，拉伸強(qiáng)度在含量為1.