碳纳米管聚氨酯复合材料的制备及其性能研究-豆柴文库

碳纳米管聚氨酯复合材料的制备及其性能研究.docx

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碳纳米管聚氨酯复合材料的制备及其性能研究 Abstract Inthispaper,carbonnanotube-polyurethanecompositematerialswerepreparedbyasimplecastingandcuringprocess.Thepropertiesofthecompositematerialswereinvestigatedincludingmechanicalproperties,electricalconductivity,andthermalstability.Theresultsshowedthattheadditionofcarbonnanotubesgreatlyimprovedthemechanicalpropertiesandelectricalconductivityofthepolyurethanematrix,andalsoenhancedthethermalstability.Withtheoptimizedcontentofcarbonnanotubes,thecompositematerialsshowedpromisingpotentialforapplicationsinvariousfields. Introduction Polyurethane(PU)isaversatilepolymerwidelyusedinvariousfieldsduetoitsexcellentmechanicalproperties,goodchemicalresistance,andeaseofprocessing.However,thepoorelectricalconductivityandthermalstabilityofPUlimititsapplicationsincertainfields,suchasinelectronicpackagingandaerospace.Carbonnanotubes(CNTs)havebeenrecognizedasaneffectivefillermaterialtoimprovethepropertiesofpolymersduetotheirextraordinarymechanical,electrical,andthermalproperties.Therefore,theincorporationofCNTsinpolyurethanematrixcangreatlyimproveitspropertiesandexpanditspotentialapplications.Inthisstudy,carbonnanotube-polyurethanecompositematerialswerepreparedbyasimplecastingandcuringprocess,andthepropertiesofthecompositematerialswereinvestigated. Experimental Materials Polyol(LupranateM20),isocyanate(MDI),andchainextender(Butanediol)wereobtainedfromBASF.Multi-walledcarbonnanotubes(MWNTs)werepurchasedfromNano-CInc.Thesolventsusedforsamplepreparationwereanalyticalgrade. Samplepreparation MWNTsweredispersedintetrahydrofuran(THF)bysonicationfor1hourtoformawell-dispersedsolution.ThePUprecursorsolutionwaspreparedbymixingthepolyolandisocyanatewithaweightratioof3:1,followedbyaddingthechainextender.DifferentcontentofMWNTs(0.5wt%,1.0wt%,1.5wt%,and2.0wt%)wereaddedintothePUprecursorsolutionunderconstantstirringtoformcompositematerials.Themixturewasstirredfor10minutestoensurehomogenousdispersionofMWNTs.Thenthemixturewastransferredtoamoldandcuredat120°Cfor24hourstoformthec

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