聚合物_碳纳米管复合材料的研究现状及在纤维中的应用.pdf

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第卷第期合成技术及应用56−(6

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聚合物8碳纳米管复合材料的
研究现状及在纤维中的应用

程瑞玲,王依民

!东华大学材料学院,上海以刃9#

摘要:对聚合物8碳纳米管复合材料的制备和性能研究现状及碳纳米管对聚合物的增强机理作了综述,并介绍了此
纳米复合材料在复合纤维制备中的应用。
关健词:聚合物;碳纳米管;复合材料;增强机理;纤维

7
一一一
中图分类号:).∃<=<文献标识码:人文章编号:−。拓∃∃<∀!>>∃#>>9>9

。
纳米复合材料是指由两种或两种以上的固相至应用状况
少在一维以纳米级大小!−一>?≅#复合而成的材
8
,,聚物纳材制
料川在纳米量级的范围内材料的各种限域效应能合碳米管复合料的备

7
够引起各种特性发生相当大的改变,可以提高材料碳纳米管的前处理

。
的综合性能其中聚合物基纳米复合材料是一门正碳纳米管的处理过程主要包括纯化和表面修

。
在迅速发展并越来越受到关注的材料科学,由于纳饰目前合成碳纳米管的方法很多,但无论哪种方

、、、
米粒子具有独特的量子尺寸效应表面效应界面效法制备的碳纳米管都伴随有无定形碳颗粒无定形

、、、
应体积效应宏观隧道效应小尺寸效应和超塑性,碳纤维和石墨微粒等杂质,这些杂质与碳纳米管混

,,
使与之复合后的聚合物表现出特有的物理化学性杂在一起且化学性质相近不但影响到所得复合材

,
能大大优于相同组分的常规高分子复合材料的性料的性能,而且也使其性能的测试受到很大的阻碍,

。
能,因此高分子纳米复合材料的研究成为材料科学所以在复合前有必要对其进行纯化处理对碳纳米

一。
中的研究热点〔,,〕之一管的纯化一般采用氧化法,主要是利用氧化剂对碳

,
碳纳米管!,()Α#自从==年被发现以来以其纳米管和碳纳米颗粒之间的氧化速率不一致来进

、
特有的力学电学和化学性能以及独特的准一维管行,通过控制氧化反应的时间和氧化剂的用量来达

。、
状分子结构和在未来高科技领域中所具有的许多潜到纯化的目的主要的氧化方法有:气相氧化法液

、、。
在应用价值,迅速成为化学物理及材料科学领域的相氧化法固相氧化法和电化学氧化法ΒΑ

。
研究热点Β>Χ碳纳米管是由碳原子形成的石墨片层要制备性能优良的聚合物8碳纳米管复合材料,
卷成的一维中空的管体,根据其中的碳原子层数的重要的是在基体中完全分散碳纳米管,并创造良好

,,,
不同可分为单壁碳纳米管!&Δ()Α#和多壁碳纳米的界面与基体间具有良好的粘结力这样才能将负

。,,,
管!ΕΦ()Α#碳纳米管具有很高的长径比一般大载转移到碳纳米管上而不发生表面滑动起到增强

,,。
于>>且具有与金刚石相同的热导和力学性能的效果为了增加碳纳米管与聚合物基体间的界面

、、、,。
优良的强度模量延伸率弯曲性和耐强酸强碱性粘结力,需要对碳纳米管实施表面修饰对碳纳米

,,
又具有纳米尺寸因此可以作为“超级纤维”来增强管的表面修饰主要有物理法和化学法Β=Χ物理修饰

。,
、
复合材料由于碳纳米管主要由碳组成与聚合物法主要是通过吸附涂敷和包覆等物理作用对碳纳
,,
有相似的结构川尺寸在同一数量级上所以可以与米管进行表面改性;化学修饰法则是使碳纳米管与

。
聚合物复合制备高性能的复合材料近年来,关于

8收稿日期:∃一一
!∀#>,
碳纳米管复合材料的研究已经转移到聚合物碳纳,
作者简介:程瑞玲!=Γ=一#女东华大学高分子材料专业硕
。。
米管复合材料方面本文对聚合物基碳纳米管复合士研究生,现正进行纳米改性高分子材料的研究
材料的研究现状作了综述,并介绍了在纤维方面的
合成技术及应用第卷

、一、
改性剂之间进行化学反应,改变碳纳米管的表面结Λ(介Β>Χ环氧树脂!+3#8Λ(几Β,Χ聚!∃一辛基唾

一
构和状态,从而达到改性的目的,主要有醋化反应吩#8Η()Α〔∃川复合材料也采用此种方法制备了出

、。。
法偶联剂法和表面接枝改性法来

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聚合物8碳纳米管复合材料的制备方法∃熔体共混法
如何制备高机械性能和优良光电性能的聚合物由于溶液共混存在残留溶剂的问题,有人想到
8碳纳米管复合材料引起了材料界的广泛关注,越来把碳纳米管直接与聚合物熔体共混的方法来制备聚
越多的科研人员开始这一方面的研究工作,以下介合物8碳纳米管复合材料,此方法是把碳纳米管与聚

。
绍对聚合物8碳纳米管复合材料的制备方法合物基体材料在基体材料的熔点以上熔融并均匀混

77。
原位聚合法合而得到纳米复合材料此方法虽然解决了残留溶
原位聚合法是利用碳纳米管表面的官能团参与剂的问题,但是碳纳米管的分散性不如溶液共混法

,。
聚