多壁碳納米管-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及其力學(xué)性能研究.pdf

1、碳納米管具有優(yōu)異的力學(xué)性能，獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)，極大的長徑比和比表面積，有望成為先進(jìn)復(fù)合材料的理想增強(qiáng)體。 本實(shí)驗(yàn)采用模具澆鑄法，通過對多壁碳納米管表面改性，制備了碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)了碳納米管在樹脂中的均勻分散。使用TEM、SEM、HRSEM和萬能材料拉伸機(jī)等儀器對材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了測試和表征，并分析了微觀結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明： (1)對碳納米管按一定配比進(jìn)行先稀硝酸純化再濃硫酸和濃硝酸氧化，能夠

2、得到純度高的碳納米管，在管壁和頂端修飾上許多極性官能團(tuán)，提高了碳納米管在環(huán)氧樹脂中的分散性和溶解度，為進(jìn)一步制作碳納米管復(fù)合材料打下基礎(chǔ)。 (2)采用混酸氧化—高能超聲工藝可以實(shí)現(xiàn)碳納米管在樹脂中的均勻分散，添加量可以達(dá)到10％以上；對復(fù)合材料的力學(xué)性能測試分析表明，碳納米管的添加能對環(huán)氧樹脂起到既增強(qiáng)又增韌的作用。隨著添加量的增加(從2.5％到8％)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率呈增加的趨勢，彈性模量則明顯降低。當(dāng)碳納米管的