氯化聚乙烯_碳纳米管复合材料的制备及其性能研究.pdf

124材料工程/2006年增刊1

氯化聚乙烯/碳纳米管复合材料的制备
及其性能研究
PreparationofCPE/CarbonNanotubesComposites
andProperties

孙艳妮,张润鑫,冯莺,赵季若
(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,山东青岛266042)
SUNYan2ni,ZHANGRun2xin,FengYing,ZHAOJi2ruo
(KeyLaboratoryofRubber2Plastics,MinistryofEducation,
QingdaoUniversityofScience&Technology,Qingdao266042,Shandong,China)

摘要:以三氯化铝(AlCl3)作催化剂,将多壁碳纳米管(MWNTS)悬浮在氯仿(CHCl3)溶液中,通过亲电加成反应,对
MWNTS进行了侧壁化学修饰,并对化学修饰后的MWNTS作了红外光谱的分析。分别采用机械共混法和溶液共沉淀
法制备了CPE/CNTs复合材料,对CPE/CNTs复合材料进行了拉伸性能及流变性能的测试,并利用扫描电子显微镜
(SEM)观察了CPE/CNTs复合材料拉伸断面的形貌特征。结果表明:CPE/CNTs复合材料的拉伸强度随碳纳米管加入
量的增加而增大,当碳纳米管的加入量为5份时,其拉伸强度最大,与纯氯化聚乙烯的拉伸强度相比,提高了75%;化学
修饰后的碳纳米管在氯化聚乙烯基体中有了较好的分散性和相容性;CPE/CNTs复合材料的表观粘度随碳纳米管加入
量的增加而逐渐增大。
关键词:氯化聚乙烯;复合材料;碳纳米管;化学修饰;流变性能
中图分类号:O631文献标识码:A文章编号:100124381(2006)Suppl20124204

Abstract:CarbonnanotubesarestronglyaffectedbyVandeWaal’sforcesduetotheirsmallsizeand
largesurfacearea.Theseforcesgiverisetotheformationofaggregates,whichinturn,makedisper2
sionofCNTsinpolymersdifficult.Inordertosolvesuchproblems,thesurfaceofCNTswasdecora2
tedinthewayinwhichmult2walledcarbonnanotubeswassidewallfunctionalizedthroughelectrophilic
additionreaction.AndtheproductswerecharacterizedbyIRspectra.CNTs/CPEcompositeswere
preparedbythemethodofmachinemixingandsolutionco2precipitation.Aftertensilemeasurement,
itwasfoundthatthetensilestrengthofthecompositescouldenhance75%.Thefractureofthecom2
positeswerecharacterizedusingSEM,theresultsshowedthatahomogeneousdispersionofCNTs
throughoutCPEmatrixandastronginterfacialadhensionbetweenCNTsandthematrixhavebeen
successfullygained.WiththeincreaseofCNTscontents,theapparentviscosityofCNTs/CPEcom2
positeswasincreased.
Keywords:CPE;composite;carbonnanotubes;chemicalmodification;rheologicalproperty

碳纳米管(CNTs)自20世纪90年代初由日本学力及增加其与聚合物界面的结合力,需要对其表面进
者Iijima发现以来[1],以其独特的结构,奇异的性能和行改性。为此,本实验通过亲电加成的方法对CNTs
潜在的应用价值[2,3],引起了科学界的极大重视,尤其进行了侧壁化学修饰,并采用溶液共沉淀法制备了
是碳纳米管/聚合物复合材料自Ajayan[2]首次报道以CPE/CNTs复合材料,考察了CNTs的加入对体系拉
来已成为世界科学研究的热点之一,PVA/CNTs,伸性能及其流变性能的影响,并通过扫描电子显微镜
分析了在基体中的分散情况。
PSt/CNTs,PA6/CNTs,PMMA/CNTs等