碳纳米管_尼龙1212复合材料牵引条件下的结晶性能
碳纳米管_尼龙6复合材料的非等温结晶动力学研究
广泛的应用前景。
1 实验部分
1. 1 实验原料 尼 龙 6： 1013B， 日 本 宇 部； 多 壁 碳 纳 米 管
（ MWNTs） ： L-MWNT-1020， 直 径 范 围 10 ～ 20 nm， 深圳纳米港科技有限公司； 浓硫酸： 质量分数 95% ～ 98% ，分析纯，天津市化学试剂三厂； 浓硝酸： 质 量分数 65% ～ 68% ，分析纯，天津市化学试剂三厂。 1. 2 主要仪器设备
采用 KBr 压片的方法制取样品，在测试之前将 样品在红外灯下烘烤 5 min 以除去碳管吸附的水。观 察处理过程中碳管表面极性基团如： 羧基、氢基、胺 基的存在。PA6 样品采用热压法制成膜。 1. 4. 2 DSC 非等温结晶动力学分析
以 20 ℃ / min 的升温速率将样品加热到 240 ℃ ， 恒温 5 min 以消除热历史，然后分别以 20、10、5、1 ℃ / min 的降 温 速 率 进 行 等 速 降 温 扫 描，降 温 到 50 ℃ ，恒温 2 min，再以 10 ℃ / min 的升温速率升到 240 ℃ ，恒温 5 min 开始下一循环。记录降温和升 温 曲 线，用于研究非等温结晶过程。所用样 品 为 5 ～ 10 mg，整个实验过程在氮气环境中进行。 1. 4. 3 扫描电镜 （ SEM） 分析
测试前取一部分裁剪哑铃型测试样条的薄片边 料，置于液氮中进行脆断，挑选较为平整的断面用于 扫面电镜的测试。在试样表面进行喷金处理之后，利 用扫描电子显微镜进行材料断面以及碳纳米管表面的 观察。
2 结果与讨论
2. 1 碳纳米管处理前后的红外表征 图 1 中显示的是原始碳纳米管和酸化后的碳纳米
管的红外光谱图。在原始碳纳米管的谱图中，没有比 较明显的吸收峰，只有在 1 060 cm－1 处有着很微弱的
尼龙_碳纳米管复合材料研究进展
基金项目:河南省教育厅自然科学基金项目(200510459101);作者简介:李中原(1971-),男,博士研究生;3通讯联系人:E 2mail :zhucs @.尼龙Π碳纳米管复合材料研究进展李中原,刘文涛,许书珍,何素芹3,朱诚身3(郑州大学材料科学与工程学院 郑州 450052) 摘要:碳纳米管(C NTs )由于其独特的结构,较高的长径比,较大的比表面积,且具有超强的力学性能和良好的导热性,已经证明是塑料的非常优异的导电填料,聚合物基碳纳米管复合材料可望应用于材料领域的多个方面,尤其在汽车、飞机及其它飞行器的制造等军事和商业应用上带来革命性的突破。
本文介绍了碳纳米管的结构形态和碳纳米管的制备、纯化、修饰方法及聚合物基碳纳米管复合材料的制备、性能,并综述了近几年来尼龙Π碳纳米管复合材料的研究进展及应用前景。
关键词:碳纳米管;尼龙;复合材料引言聚酰胺具有优良的机械性能、耐磨性、耐酸碱性、自润滑性等优点,居于五大工程塑料之首,被广泛用作注射及挤出成型材料,主要用于在机械、仪器仪表、汽车、纺织等方面,并将在轴承、齿轮、风扇叶片、汽车部件、医疗器材、油管、油箱、电子电器制品的制造方面发挥重要作用,尤其是作为汽车零部件及电器元件。
由于酰胺极性基团存在极易吸水、尺寸稳定性差等缺点,使其应用受到了很大限制[1]。
纳米复合材料是近年来发展十分迅速的一种新兴复合材料,被认为是21世纪最有发展前途的材料,已成为材料学、物理学、化学、现代仪器学等多学科领域研究的热点。
热塑性塑料基纳米复合材料是研究最早、最多、应用最广的材料,聚合物Π蒙脱土纳米复合材料目前有的已实现了产业化[2]。
碳纳米管由于其独特的结构、奇异的性能和潜在的应用价值,在理论上是复合材料理想的增强材料。
近年来聚合物Π碳纳米管复合材料的研究已成为纳米科学研究中的一个新热点。
碳纳米管的发现可以追溯到1985年C 60[3]的发现,1991年日本学者Iijima [4]在对电弧放电后的石墨棒进行显微观察时发现阳极上形成了圆柱状沉积,沉积主要由柱状排列的平行的中空管状物形成,管状物的直径一般在几个到几十个纳米之间,而管壁厚度仅为几个纳米,故称之为碳纳米管C NTs (carbon nanotubes ),并在自然杂志上发表。
碳纳米管 用途 -回复
碳纳米管用途-回复碳纳米管是一种具有独特结构和特性的纳米材料，由碳原子通过特定的方法在纳米尺度下形成管状结构。
碳纳米管具有高强度、高导电性、高导热性和良好的化学稳定性等优异特性，因此在众多领域中具有广泛的应用前景。
首先，碳纳米管在材料科学领域具有广泛应用。
由于碳纳米管的高强度和轻质性质，它们被广泛应用于增强复合材料的制备。
将碳纳米管作为增强剂加入到复合材料中，可以显著提高材料的力学性能，如强度和刚度。
同时，碳纳米管具有良好的导电性和导热性，在电子器件和导热材料等方面也得到了应用。
碳纳米管可以作为电极材料，用于制备高性能的锂离子电池和超级电容器等电子器件。
其次，碳纳米管在能源领域具有重要的应用潜力。
碳纳米管的高导电性、高导热性以及良好的化学稳定性使其成为理想的催化剂载体。
碳纳米管可以作为载体，将金属或半导体纳米颗粒负载其中，形成高效的催化剂，用于催化水分解、电催化CO2还原和金属空气电池等能源转换和储存领域。
此外，碳纳米管还可以用于制备柔性太阳能电池和柔性燃料电池等新型能源器件，具有高能量转换效率和可弯曲性。
此外，碳纳米管在生物医学领域也具有广泛的应用。
由于碳纳米管具有良好的生物相容性和生物活性，它们可以作为载体或传感器应用于药物传输和生物分析等领域。
碳纳米管可以用作药物输送系统的载体，将药物包裹在管内，利用碳纳米管的高表面积提高药物的负荷量和缓释效果。
此外，碳纳米管还可以用于生物传感器的制备，通过与生物分子的特异性相互作用，实现对生物分子的检测和分析。
最后，碳纳米管在环境保护和污染治理领域也有重要的应用价值。
由于碳纳米管具有良好的吸附性能和分离性能，它们可以被用于水污染物的处理和气相有害气体的去除。
碳纳米管可以以纳米过滤膜的形式，用于水中微量有害物质的分离和去除。
碳纳米管还可以被用作吸附剂，吸附和去除水中的有机污染物和重金属离子。
此外，碳纳米管还可以用作催化剂去除有害气体，如环境中的有机气体和有毒气体。
碳纳米管复合材料的制备与性能研究
碳纳米管复合材料的制备与性能研究碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）是一种具有高度结构化特性和优异性能的纳米材料。
碳纳米管与许多材料相结合，形成碳纳米管复合材料，其独特性质为科学家和工程师提供了极大的创新潜力。
本文将探讨碳纳米管复合材料的制备方法以及其在不同领域的性能研究。
第一部分：碳纳米管的制备方法目前，碳纳米管的制备方法包括化学气相沉积、物理气相沉积和电化学沉积等多种技术。
其中，化学气相沉积是最常用的方法之一。
该方法通过在高温中使用合适的催化剂，将碳源气体分解成碳原子，并在催化剂表面上生长出碳纳米管。
物理气相沉积则是利用高能电子束或激光进行碳原子热解，形成碳纳米管。
电化学沉积则是通过在电解液中施加电压，将碳源电离并在电极上生长碳纳米管。
以上这些制备方法各有优缺点，科学家和研究者根据具体需求选择适合的方法。
第二部分：碳纳米管复合材料的应用及性能研究碳纳米管复合材料因其良好的机械、电学和热学性能，在各个领域得到广泛应用。
在材料领域，碳纳米管复合材料被用于制作超高强度和低密度的复合材料，可应用于喷气发动机叶片、航空航天结构件以及电池等领域，以提升材料性能和延长使用寿命。
在能源领域，碳纳米管被应用于储能设备，如锂离子电池和超级电容器，其高电导性和大比表面积可提高电池储能和释放效率。
此外，碳纳米管复合材料还被广泛应用于传感器和电子器件制造领域。
碳纳米管作为电极材料，可用于制作高灵敏度的传感器，如气体传感器和生物传感器。
碳纳米管复合材料还可以提高柔性电子器件的性能，并为未来柔性电子产品的发展提供了新的可能性。
第三部分：碳纳米管复合材料的性能改善研究为了进一步改善碳纳米管复合材料的性能，科学家们开展了大量的研究工作。
一方面，他们通过改变碳纳米管的结构和掺杂其他纳米材料，以增强其导电性、机械强度和热稳定性。
例如，氧化铝、二氧化硅等纳米颗粒的添加可以增加纳米管复合材料的强度。
另一方面，他们还研究了不同制备工艺对碳纳米管复合材料性能的影响，如控制碳纳米管的取向和合适的界面化学处理等。
碳纳米管复合材料
碳纳米管复合材料
碳纳米管（Carbon Nanotubes，简称CNTs）是一种由碳原子构成的纳米级管状结构材料，因其独特的物理和化学性质，被广泛应用于复合材料领域。
碳纳米管复合材料是将碳纳米管与其他材料复合而成的新型材料，具有轻质、高强度、高导电性、高导热性等优异特性，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
首先，碳纳米管复合材料在航空航天领域具有重要应用。
由于碳纳米管本身具有极高的强度和刚度，将其与航空用树脂复合，可以显著提高航空器的强度和耐久性。
同时，碳纳米管复合材料的导电性和导热性也使其成为航空器的理想材料，可以用于制造飞机的航空电子设备外壳和导热结构件。
其次，碳纳米管复合材料在汽车制造领域也有着重要的应用前景。
汽车是碳纳米管复合材料的重要应用领域之一，由于碳纳米管具有轻质高强度的特性，可以显著降低汽车的整体重量，提高汽车的燃油经济性和性能。
同时，碳纳米管复合材料的高导电性也可以应用于汽车的电子设备和充电设备的制造，提高汽车的智能化水平。
此外，碳纳米管复合材料在电子设备领域也有着广泛的应用。
由于碳纳米管具有优异的导电性和导热性，可以用于制造高性能的电子元件，如场效应管、薄膜晶体管等。
同时，碳纳米管复合材料还可以用于制造柔性电子设备，如可穿戴设备、柔性显示屏等，为电子设备的发展带来新的可能性。
总的来说，碳纳米管复合材料以其独特的优异性能，在航空航天、汽车制造、电子设备等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，相信碳纳米管复合材料将会在更多领域展现出其巨大的潜力，为人类社会的发展进步做出更大的贡献。
利用纳米材料增强的纤维增强复合材料的力学性能研究
利用纳米材料增强的纤维增强复合材料的力学性能研究近年来，纤维增强复合材料在航空航天、汽车工业等领域得到了广泛应用。
然而，与传统复合材料相比，这些材料的力学性能仍然存在一定的局限性。
为了克服这些限制，研究人员们开始探索利用纳米材料来增强纤维增强复合材料的力学性能。
纳米材料具有独特的物理和化学性质，具有较高的比表面积和比强度，使其可以显著提高纤维增强复合材料的机械性能。
一种常见的纳米材料是碳纳米管（CNTs）。
CNTs是由碳原子形成的管状结构，具有优异的力学强度和热导性能。
通过将CNTs添加到纤维增强复合材料中，可以有效增强材料的抗拉强度和刚度。
研究表明，CNTs与复合材料中的纤维之间的力学耦合效应是增强效果的关键。
在材料制备过程中，需要确保CNTs与纤维充分接触，并且在复合材料中均匀分散。
通过合理的掺杂比例和加工方法，可以提高CNTs与纤维之间的粘结强度，从而进一步增强纤维增强复合材料的力学性能。
此外，研究人员还发现其他纳米材料也可以用于增强纤维增强复合材料的力学性能。
例如，纳米颗粒（例如纳米氧化铝、纳米银等），可以用于增加复合材料的硬度和耐磨性。
纳米纤维（例如纳米纤维素、纳米蛋白质等），可以用于改善复合材料的抗击穿能力和能量吸收性能。
通过将这些纳米材料与纤维增强复合材料结合，可以实现性能的综合提高。
然而，在纳米材料增强的纤维增强复合材料中，也存在一些挑战。
首先，纳米材料的制备和加工相对复杂，需要严格控制处理参数和工艺条件。
其次，纳米材料的价格相对较高，会增加复合材料的制造成本。
此外，纳米材料与复合材料的界面相互作用复杂，需要进一步研究和优化。
克服这些挑战，提高纳米材料增强纤维增强复合材料的可靠性和实用性是未来的发展方向。
总体而言，纳米材料增强的纤维增强复合材料具有巨大的发展潜力。
通过合理设计和制备纳米材料加强体系，可以显著提高复合材料的力学性能。
在未来的研究中，我们应该进一步深入探索纳米材料与纤维增强复合材料之间的相互作用机制，并加强对制备工艺和性能评估方法的研究，以实现纳米材料增强的纤维增强复合材料的工业化应用。
不同牵引条件下碳纳米管介入对尼龙1212结晶性的影响
不同牵引条件下碳纳米管介入对尼龙1212结晶性的影响周琼*，孙向南，原晓城，马玉亮教育部橡塑工程重点实验室，青岛科技大学，青岛266042关键词：尼龙1212 碳纳米管牵引挤出结晶性1 引言碳纳米管（Carbon Nanotubes, Ts）是[1]一种一维纳米碳材料，表面引未拉伸热拉伸冷拉伸Fig.1 WAXD curves of PA1212 and CNTs/PA1212 composites on different tension condition广角激光衍射是研究尼龙结晶结构和型态转变的常用表征手段，Fig.1所示是分别通过挤出无牵引、热牵引和冷牵引制备的PA1212和PA1212/CNTs复合材料的衍射曲线。
由上图我们可以看到在未牵引时PA1212及PA1212/CNT复合材料结晶的100晶面和010/110晶面之间的距离相同，峰强也接近。
而热牵引相同倍率之后PA1212/CNT复合材料的双峰特征依然明显，而PA1212的010/110峰则蜕化为低Fig.2 DSC curves of PA1212 and PA1212/CNTs by temperature ascending and falling峰，这显示复合材料结晶结构在牵引过程中转化不完全，晶型中仍然保留了部分α晶。
我们认为这部分α晶存在的位置可能为两处，一是异相成核而导致的碳纳米管表面的附生晶，而是牵引过程中位于碳纳米管取向调整运动死角的部分晶体；其中后者会随着牵引倍率的增大而逐渐消失，而前者则很难在牵引过程中完全转化。
如Fig.2所示是分别通过挤出无牵引、热牵引和冷牵引制备的PA1212和PA1212/CNTs复合材料的DSC升降温曲线。
由升温曲线可以看到PA1212/CNT复合材料熔融峰基部低温侧隆起成肩或成峰，这说明该材料结晶结构的多重性；由峰面积（熔融焓）和熔点的比较可以看出，在相同牵引条件下，碳纳米管的加入使复合材料的熔限变宽而结晶度和熔点则（主峰温）同时有不同程度的提高。
碳纳米管增韧聚合物复合材料的研究报告
碳纳米管增韧聚合物复合材料的研究报告摘要：本研究报告旨在探讨碳纳米管（Carbon Nanotubes, CNTs）增韧聚合物复合材料的研究进展。
通过综合分析已有的相关文献和实验数据，我们对碳纳米管在增强聚合物复合材料中的应用进行了深入研究。
结果表明，碳纳米管作为一种优秀的纳米填料，能够显著提高聚合物复合材料的力学性能和热稳定性。
然而，碳纳米管的高成本和加工难度仍然是制约其实际应用的主要问题。
未来的研究应该集中在降低成本、改善加工方法以及进一步优化碳纳米管与聚合物基体之间的界面相容性。
1. 引言聚合物复合材料由于其优异的力学性能和低密度而在许多领域得到广泛应用。
然而，聚合物的脆性和低强度限制了其在高强度和高温环境中的应用。
为了克服这些问题，研究人员开始探索将纳米填料引入聚合物基体中，以增强其力学性能。
碳纳米管作为一种理想的纳米填料材料，因其出色的力学性能和化学稳定性而备受关注。
2. 碳纳米管的制备和表征碳纳米管的制备方法包括化学气相沉积、电弧放电、激光热解等。
制备出的碳纳米管可以通过透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy, TEM）、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy, SEM）和拉曼光谱等技术进行表征。
3. 碳纳米管增韧聚合物复合材料的力学性能添加适量的碳纳米管可以显著提高聚合物复合材料的强度、刚度和韧性。
碳纳米管的高比表面积和纳米尺寸使其能够有效地分散在聚合物基体中，并提供增强机制，如阻碍裂纹扩展和吸收能量。
此外，碳纳米管的高导电性也为聚合物复合材料的电导性能提供了潜在的应用前景。
4. 碳纳米管增韧聚合物复合材料的热稳定性碳纳米管的高热稳定性使其成为提高聚合物复合材料耐高温性能的理想填料。
研究表明，添加碳纳米管可以显著提高聚合物复合材料的热稳定性和热导率。
这主要归因于碳纳米管的高导热性和阻隔热流的作用。
5. 碳纳米管与聚合物基体的界面相容性碳纳米管与聚合物基体之间的界面相容性对于复合材料的力学性能和耐久性至关重要。
碳纳米管增强复合材料的力学特性
碳纳米管增强复合材料的力学特性嘿，朋友们！咱们今天来聊聊一个超级酷的话题——碳纳米管增强复合材料的力学特性。
先给大家讲讲我前段时间的一个小经历。
我去参观了一个材料实验室，那里正在研究各种新型材料。
我看到研究人员们全神贯注地摆弄着那些小小的样品，其中就有碳纳米管增强复合材料。
当时我就好奇得不行，凑过去看。
只见那小小的一块材料，看起来普普通通，谁能想到它里面藏着大大的学问呢！咱们说回碳纳米管增强复合材料的力学特性。
这玩意儿可不得了，它的强度那叫一个高！就好比一个超级大力士，能承受巨大的压力和拉力。
想象一下，一根细细的绳子，却能吊起比它自身重好多倍的东西，碳纳米管增强复合材料就有这种神奇的能力。
它的韧性也是一绝。
不像有些材料，稍微一弯曲就断了。
碳纳米管增强复合材料就像是一根有弹性的皮筋，能被拉得长长的，然后还能恢复原状，而且在这个过程中不会轻易受损。
为什么它能有这么出色的力学特性呢？这就得从碳纳米管说起啦。
碳纳米管就像是一个个小小的钢筋，均匀地分布在复合材料里。
它们相互交织，形成了一个坚固的网络。
当外力作用在材料上时，这些碳纳米管就齐心协力，共同抵抗外力，从而大大增强了材料的力学性能。
比如说，在制造飞机的零部件时，如果用上碳纳米管增强复合材料，那飞机就能更轻，飞得更高更远，还能更安全。
因为这种材料不仅强度高，还能减轻飞机的重量，降低油耗，简直是一举多得。
再比如汽车制造。
用这种材料制造车身，可以让汽车更坚固，遇到碰撞时能更好地保护乘客的安全。
而且还能让汽车更省油，跑得更欢快。
在体育用品领域，碳纳米管增强复合材料也大显身手。
像网球拍、高尔夫球杆，如果用了这种材料，那击球的力量和准确性都会大大提高，让运动员们能发挥出更好的水平。
不过，要让碳纳米管增强复合材料更好地发挥作用，可不是一件容易的事。
在制备过程中，得精确控制碳纳米管的分布和含量，不然就达不到理想的力学性能。
这就像是做菜，盐放多了或者放少了，味道都会不对。
碳纳米管增强复合材料的制备与性能研究
碳纳米管增强复合材料的制备与性能研究近年来，碳纳米管（Carbon Nanotube，简称CNT）因其出色的力学性能和独特的电子性质，成为研究领域的热门话题之一。
在复合材料领域，将CNT作为增强填料注入基体中，可以大幅度提升材料的力学性能，使复合材料具备更广泛的应用潜力。
首先，我们来了解一下碳纳米管的制备方法。
目前，常用的制备碳纳米管的方法主要有热解法和化学气相沉积法。
热解法是通过将碳源（例如甲烷、乙炔等）加热至高温，使其分解生成纳米级碳粉末，再通过高温炉进行淀粉状碳纳米管的制备。
化学气相沉积法则是在特定的温度和压力条件下，将金属催化剂与碳源气体（例如苯、甲烷等）共同进入炉管，通过热裂解反应在金属催化剂表面形成碳纳米管。
这两种方法各有优劣，根据具体需求选择合适的方法进行制备。
然而，对于碳纳米管的应用而言，单纯制备碳纳米管还不足以满足要求，还需要将其与基体材料相结合，形成增强复合材料。
常见的方式是通过浸渍法或机械混合法将碳纳米管注入到基体中。
浸渍法是将碳纳米管悬浮液浸渍于基体表面，并通过真空或气压的作用使其渗透至基体内部，达到均匀分散的目的。
机械混合法则是将碳纳米管与基体材料一同进行混合，利用机械力将其均匀分散。
这两种方法的选择取决于基体材料的性质和应用场景。
通过以上的制备方法，得到的碳纳米管增强复合材料具备了优异的力学性能。
首先，碳纳米管以其高强度和高刚度，使得增强复合材料的强度得到显著提升。
研究表明，在添加低浓度的碳纳米管的情况下，复合材料的拉伸强度可以提高 30%-100%。
其次，碳纳米管具有优异的导电性，可以赋予复合材料良好的导电性能。
这样的复合材料多用于电子元器件、防静电材料等领域。
此外，碳纳米管还具有优异的导热性能，使得复合材料具备了良好的散热性能，适用于热管理领域。
然而，碳纳米管增强复合材料的制备与性能研究仍有待进一步深入。
首先，目前碳纳米管的制备方法仍存在高成本、低产率的问题，限制了其在工业化生产中的应用。
碳纳米管复合材料的制备与性能分析
碳纳米管复合材料的制备与性能分析碳纳米管（Carbon nanotubes，CNTs）是一种新型的纳米材料，具有良好的结构和性能，被广泛应用于各种领域，如电子、能源、材料等。
尤其是碳纳米管复合材料，具有很高的强度、韧性和导电性能，成为当代新材料的研究热点。
一、碳纳米管的制备目前，制备碳纳米管的方法主要有化学气相沉积法、电化学沉积法和物理气相沉积法等多种方式。
其中，化学气相沉积法是最为常用的方法之一。
化学气相沉积法是将金属或金属化合物的粉末加热至一定温度，使其放出气体，在其表面上形成碳纳米管。
该方法具有成本低、制备效率高、控制精度高等优点。
同时，其制备的碳纳米管具有单晶质结构、直径一致等特点。
二、碳纳米管复合材料的制备纳米复合材料是一种将纳米材料与基体材料复合的新型材料，其特点是在不丧失原有性能的基础上，通过控制纳米材料的形态和分布，赋予基体材料新的性能。
制备碳纳米管复合材料的方法多种多样，其中常用的方法包括机械混合法、沉积法和包覆法等。
在这些方法中，包覆法被广泛应用。
包覆法是将碳纳米管包覆在基体材料中，通过碳纳米管与基体材料的相互作用，使其结合成材料。
该方法可使碳纳米管在复合材料中分布均匀，并增强基体材料的强度、硬度和导电性能等，提高复合材料的性能。
三、碳纳米管复合材料的性能分析碳纳米管复合材料具有许多优异的性能，如高强度、高导电、高热导、高韧性和低摩擦等。
其中，高强度和高导电性是其最为突出的两个性能。
高强度是指碳纳米管复合材料在外力作用下不易破裂，具有较好的抗压、抗剪和抗拉等性能。
研究表明，碳纳米管复合材料的强度可比相同材料的强度提高10-100倍以上，且随着碳纳米管含量的增加而增强。
高导电性是指碳纳米管复合材料可以很好地传输电能，且电导率高。
碳纳米管具有良好的导电性能，可以形成电子传输通路，提高复合材料的导电性。
同时，碳纳米管复合材料的导电性能可以通过控制碳纳米管的分散态和含量进行调节，具有良好的可调性。
碳纳米管增强复合材料的制备与性能研究
碳纳米管增强复合材料的制备与性能研究碳纳米管增强复合材料（Carbon Nanotube Reinforced Composites，简称CNT/Composites）是近年来材料科学领域的一项重要研究内容。
通过将碳纳米管（Carbon Nanotubes，简称CNTs）加入到基体材料中，可以显著提升复合材料的力学性能和导电性能。
本文将从制备方法、性能改进和应用前景三个方面，介绍碳纳米管增强复合材料的研究进展。
首先，关于CNT/Composites的制备方法，最常用的方法是层层堆砌法。
这种方法通过将CNTs与基体材料交替层层叠加，利用van der Waals力使得CNTs形成三维网络结构，从而提高复合材料的强度、硬度和韧性。
此外，还可以使用溶液浸渍、阳离子交换等方法将CNTs均匀分散到基体材料中，以获得更好的综合性能。
随着科学技术的进步，制备方法不断改进，已经可以实现大规模、高效率的制备。
其次，CNT/Composites可以显著改善复合材料的力学性能。
由于CNT具有出色的力学性能，作为增强相加入到复合材料中可以使其强度和刚度大幅提升。
实验证明，仅添加少量的CNTs就可以使复合材料的强度提高近倍，同时还能增加韧性和疲劳寿命。
此外，CNT还具有优异的导电性能，使得CNT/Composites可用于电子器件和导电复合材料。
这些优良性能使得CNT/Composites成为领域内备受关注的研究课题。
最后，CNT/Composites的应用前景广阔。
在航空航天、汽车、电子等领域，对高性能材料的需求日益增长，CNT/Composites因其优异的性能而备受关注。
例如，在航空航天领域，CNT/Composites可以用于制造轻量化结构件，提升飞机的燃油效率和载荷能力。
在电子领域，CNT/Composites可以应用于柔性电子器件、传感器等领域，为电子产品的发展带来新的可能性。
此外，CNT/Composites还可以用于电池、储能材料等节能环保领域，发挥重要作用。
碳纳米管／尼龙1212复合材料牵引条件下的结晶性能
研 究报 道＿ 。但有 关功 能 化 碳 纳米 管 的介 入 材 １
的研究 具有 良好 的前 景 ， 目前 已有 了大 量 出 色 的
３ ｇ・１ ｍｉ一 ， 博 广 通 化 工 有 限 责 任 公 司 。 ５ ０ ｎ 淄
碳纳米管， 直径 １ ～ ３ ｍ， 度 ０ ５５ ０ ｍ， ｏ ０ｎ 长 ． —０ ／ 纯 ￣
度 ≥９ ， ５ 深圳 纳米 港 有 限公 司 。 １２ 仪器 与设 备 ．
Ａ ｓｒｃ ：Ｃ ｙ ｔｌｓｒ ｃｕ ｅｏ ｙｏ ２ ２ ｃ ｒｏ ａ ｏ ｕ ｅｃ ｍｐ ｓｔｓｗａ ｔ ｄｅ ．Ｔｈ Ｏ — ｂ ｔａｔ ｒ ｓａ ｔｕ ｔ ｒ ｆ ｌｎ １ １ ／ ａｂ ｎｎ ｎ ｔ ｂ ｏ ｏ ｉ ｓｓｕ ｉｄ ｎ ｅ ｅＣ ｒ ｎ
ｐ ｓｔ ｓｆ ｂ ｉａ ｅ ｙ ｅ ｔ ｕ ｉｇ ａ ｕ ｌ ｇ ｆ ｒ ｅ， ｎｄ ｔ ｅ ｅ ｔ ｄ ｂｙ ＷＡＸＤ ａ ｄ ＤＳ ｏ ｉｅ ｗａ ａ ｒｃ ｔ ｄ ｂ ｘ ｒ ｄｎ ｎｄ ｐ ｌｉ ｏ ｃ ａ ｈ ｎ ｔ ｓ ｅ ｎ ｎ Ｃ．Ｉ ｔ
Ｓ ＵＮ ａ ｇ ｎ ｎ，ＹＵＡＮ ａ － ｈ ｎ ，Ｚ Ｘｉｎ — ａ Ｘｉｏｃ ｅ ｇ ＨＡＮ（ ；Ｘｉｎ ｑ ｎ ａ — ｉｇ，ＬＩ Ｗｅ Ｕ ｉ，Ｚ ＨＯＵ Ｑｉｎ ｏｇ
（ ｙ Ｌａ ｏｒｔ ｒ ｆＲｕ ｂ ｒｐ ａ ｔ ｓ Ｍ ｉ ｓｒ ｆＥｄ ｃ ｔｏ Ｑｉｇ ａ ｎｖ ｒｉｙ Ｋｅ ｂ ａｏ ｙ ｏ ｂ ｅ ｌ ｓｉ ， ｎｉｔｙｏ ｕ ａ ｉｎ， ｎ ｄ ｏＵ ｉｅ ｓｔ ｃ ｏ ｃｅ ｃ ｎｄＴｅ ｈ ｏｏ ｙ，Ｑｉｇ ａ ６ ０ ２，Ｃｈｎａ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｄ ｏ２ ６ ４ ｉ ）
碳纳 米管 （ ａｂ ｎＮａ ｏ ｕ ｅ ，ａ ． ＮＴｓ 以 Ｃ ｒｏ ｎ ｔｂｓ ｂ Ｃ ）
碳纳米管复合材料的制备与力学性能研究
碳纳米管复合材料的制备与力学性能研究近年来，随着科学技术的发展，碳纳米管复合材料变得越来越受到人们的关注。
碳纳米管是一种由碳原子构成的管状材料，具有很高的强度和韧性。
复合材料的制备可以将其与其他材料相结合，可以提高其强度和性能。
因此，研究碳纳米管复合材料的制备和力学性能非常有意义。
1.碳纳米管的制备碳纳米管是一种单层或多层的管状材料，其直径通常在几纳米到几十纳米之间，长度可达数微米或更长。
碳纳米管可以采用化学气相沉积、化学气相输运、放电等方法来制备。
虽然碳纳米管制备技术不断发展，但其制备成本较高，制备过程中的有害物质也有一定的影响。
2.碳纳米管复合材料的制备制备碳纳米管复合材料通常是将碳纳米管与其他材料（如聚合物、金属、陶瓷、玻璃等）相结合，形成一种新的材料。
复合材料制备通常分为两种方法：一种是先制备碳纳米管，然后将其与其他材料一起制备，形成复合材料；另一种方法是将碳纳米管和其他材料一起制备，形成复合材料。
2.1 共沉淀法一种常见的制备碳纳米管复合材料的方法是共沉淀法。
在这种方法中，需要将碳纳米管悬浮于溶液中，然后与其他溶液中的物质共沉淀。
共沉淀可以用化学气相沉积、化学气相输运或放电等方法来制备。
在共沉淀过程中，需要控制沉淀速率和混合物成分，以确保复合材料的均匀性和稳定性。
2.2 数字光学制造技术另一种方法是利用数字光学制造技术制备碳纳米管复合材料。
数字光学制造技术是一种通过计算机图形化处理和激光技术来进行制造的方法，可以制造极为精细的复合材料。
该技术可以使用聚合物或其他材料来固定碳纳米管，并使其分散在材料中。
使用数字光学制造技术可以控制复合材料的形状和大小。
3.碳纳米管复合材料的力学性能与单独的碳纳米管相比，碳纳米管复合材料具有更高的强度和韧性。
这是因为复合材料可以将碳纳米管等材料与其他材料相结合，从而提高其力学性能。
碳纳米管复合材料的力学性能受到复合材料中碳纳米管含量、分布方式、结构等多种因素的影响。
碳纳米管对水泥基复合材料性能影响综述
碳纳米管对水泥基复合材料性能影响综述摘要：碳纳米管具有优异的力学性能、韧性、耐酸碱和化学稳定性，是一种具有广阔前景的新型纳米材料。
本文对碳纳米管在水泥基复合材料体系其分散方法和研究成果进行阐述，并对碳纳米管作为水泥基复合材料性能增强体的研究成果进行总结分析。
关键词：碳纳米管，分散方法，水泥基复合材料，力学性能1.引言碳纳米管（Carbon nanotubes，CNTs）于1991年首次由Iijima[1]制备C60过程中发现。
CNTs是一种一维纳米材料，其径向尺寸为纳米级，轴向尺寸为微米级，其结构为数层到数十层石墨烯片层卷曲闭合形成的同轴圆管，其结构示意图见图1。
又因CNTs的石墨烯片卷曲层数不同，可将其分为单壁碳纳米管（CNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）[2]。
CNTs 具有优越的物理力学性能源自它的碳原子以SP2原子轨道杂化为主，CNTs抗拉强度可达到50~200GPa，而常用的Q235钢的抗拉强度仅有370~500 MPa，密度仅为钢的1/6，延伸率可达到20%，长径比可达到500~1000[3-4]。
CNTs作为纳米材料，其具有尺寸效应和边界效应，能够有效水改善泥基复合材料的孔隙结构，提高水泥混凝土的整体性、力学性能和耐久性，是一种性能优异的复合材料增强组分。
将CNTs用于改性水泥基复合材料性能已成为研究热点。
1.CNTs的分散方法CNTs的长径比大，表面具有很高的自由能，且管与管之间的范德华力强，易聚集成束或缠绕，形成团聚的状态，导致其难以在基体材料中有效分散，无法有效发挥增强作用。
为提高CNTs在水泥基复合材料中的分散性能，大量学者进行了相关研究，并取得了相应成果。
目前，可用以提高CNTs在水泥基复合材料分散性的主要分为物理分散和化学分散两大类,其中物理分散有机械搅拌法、超声波分散法以及球磨法等;化学分散方法有表面修饰法、添加分散剂等方法[1-5]。
目前研究表明，单一的分散方法很难使CNTs达到良好的分散效果，而不同分散技术结合时，CNTs的分散效果更好[3-5]。
一种尼龙碳纳米管阻燃导热复合材料及其制备方法[发明专利]
![一种尼龙碳纳米管阻燃导热复合材料及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/49abf53554270722192e453610661ed9ad515581.png)
专利名称：一种尼龙/碳纳米管阻燃导热复合材料及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：施雪军,李青彬,杜祥祥,马爽,任爽
申请号：CN202111448342.6
申请日：20211201
公开号：CN113980461A
公开日：
20220128
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种尼龙/碳纳米管阻燃导热复合材料及其制备方法。
一种尼龙/碳纳米管阻燃导热复合材料，各原料组分质量百分比如下：尼龙树脂79～94.5％；阻燃剂DDP修饰的碳纳米管5～20％；抗氧剂0.5～1％。
所述的尼龙/碳纳米管阻燃导热复合材料制备方法，包括：采用偶联剂
KH‑560对碳纳米管进行表面改性接枝处理，然后通过羧基开环反应将阻燃剂DDP键合到碳纳米管表面，得到表面经阻燃剂DDP修饰的碳纳米管；将制备的表面经阻燃剂DDP修饰的碳纳米管、尼龙树脂颗粒和抗氧剂分散均匀，得到混合基料；将得到的混合基料加入双螺杆挤出机中，经过挤出熔融共混，造粒得到复合材料的切片粒料；将得到的切片粒料经过注塑成型，制得尼龙/碳纳米管阻燃导热复合材料。
申请人：平顶山学院
地址：467000 河南省平顶山市新城区未来路南段
国籍：CN
代理机构：郑州金成知识产权事务所(普通合伙)
代理人：白毅明
更多信息请下载全文后查看。
碳纳米管在复合材料中的应用
碳纳米管在复合材料中的应用哎呀，说起碳纳米管在复合材料中的应用，这可真是个超级有趣又充满惊喜的话题！咱先来说说啥是碳纳米管哈。
简单来讲，碳纳米管就像是一根根超级细小、超级厉害的小管子。
它们的直径特别特别小，小到要用纳米来衡量。
但别小瞧它们个头小，本事可大着呢！就拿我们生活中的一些常见材料来说吧，比如说塑料。
塑料这东西大家都熟悉，轻便又便宜，但有时候强度不够，容易坏。
这时候，碳纳米管就派上用场啦！把碳纳米管加到塑料里面，就像是给塑料吃了大力丸一样，强度瞬间提升，变得更结实耐用。
我记得有一次，我去一个工厂参观。
那里面正在生产一种新型的汽车零部件，用的就是碳纳米管增强的复合材料。
我看到工人们在忙碌地操作着机器，那些原材料在机器里翻滚、融合，最后变成了一个个精致而坚固的零部件。
其中有个师傅跟我讲，以前没用碳纳米管的时候，这些零部件容易磨损，使用寿命短。
但现在加了碳纳米管，不仅更耐磨了，重量还减轻了不少，车子的性能都跟着提高了。
再比如说在电子领域，碳纳米管也有大作为。
现在的电子产品越来越追求轻薄、高效，传统的材料在导电性能上有时候就不太给力。
这时候把碳纳米管加进去，导电性那叫一个杠杠的！手机充电速度更快了，电脑运行更流畅了，这可都是碳纳米管的功劳。
还有在航空航天领域，那要求更是高得不得了。
材料既要轻，又要强度高，还得能经受住各种极端条件。
碳纳米管复合材料就像是专门为这个领域量身打造的一样。
想象一下，太空中的飞行器，每减轻一点重量，就能飞得更远，能做更多的事情。
不过，碳纳米管在复合材料中的应用也不是一帆风顺的。
比如说，碳纳米管的分散问题就是个大难题。
它们有时候就像一群调皮的小孩子，不愿意好好待在一起，容易团聚。
这就需要科学家们想办法让它们均匀地分布在材料中，发挥最大的作用。
总之，碳纳米管在复合材料中的应用前景那是一片光明。
随着技术的不断进步，相信未来我们会看到更多更神奇的碳纳米管复合材料，给我们的生活带来更多的便利和惊喜！说不定有一天，我们穿的衣服、坐的椅子、用的餐具，都有碳纳米管的身影呢！。
碳纳米管在复合材料中的应用研究
碳纳米管在复合材料中的应用研究嘿，咱今天就来聊聊碳纳米管在复合材料里的那些事儿！先来说说什么是碳纳米管吧。
这东西啊，就像是一根根特别特别细的小管子，但是它们可厉害啦！直径极小，只有几个到几十个纳米，长度却能达到微米甚至毫米级别。
想象一下，这就好像是微观世界里的超级纤维！我记得有一次在实验室里，我和同事们正在研究一种新型的复合材料。
我们把碳纳米管小心翼翼地添加进去，那感觉就像是在给一道美味的菜肴添加特别的调料。
当时，大家都屏气凝神，眼睛紧紧盯着实验仪器，期待着会有神奇的变化出现。
碳纳米管在复合材料中的应用那可真是广泛。
比如说在航空航天领域，它能让飞机和航天器的材料变得更轻更强。
以前的材料可能比较重，还不够结实，但是加入了碳纳米管之后，就像是给这些材料打了“强心针”，强度大幅提升，重量却减轻了不少。
这意味着飞机能飞得更远，航天器能更轻松地探索宇宙。
在汽车制造中，碳纳米管也大显身手。
它可以让汽车的车身更坚固，碰撞的时候能更好地保护乘客的安全。
而且还能减轻车身重量，让汽车更省油。
这对于咱们开车的人来说，可真是个好消息！再看看电子领域，碳纳米管能提高电子产品的性能。
比如说让手机电池充电更快、续航更久，让电脑的运行速度更快。
这可太棒了，谁不想自己的手机和电脑更厉害呢？还有能源领域，碳纳米管能用于制造更高效的太阳能电池板和储能设备。
想象一下，以后家里的太阳能板能吸收更多的阳光转化为电能，我们的电费就能大大降低啦！不过，碳纳米管的应用也不是一帆风顺的。
在实际操作中，我们也遇到了不少难题。
比如说，怎么把碳纳米管均匀地分散在复合材料中，这可不容易。
有时候它们就像调皮的小孩子，聚在一起不肯分开。
还有，碳纳米管的生产成本目前还比较高，这也限制了它的大规模应用。
但是，咱们可不能被这些困难吓倒。
科学家们一直在努力研究，想办法解决这些问题。
我相信，在不久的将来，碳纳米管在复合材料中的应用会更加广泛，给我们的生活带来更多的惊喜和便利。
碳纳米管_聚甲醛复合材料的结晶形态与力学性能
第25卷第10期高分子材料科学与工程Vol.25,No.10 2009年10月POL YM ER MA TERIAL S SCIENCE AND EN GIN EERIN GOct.2009碳纳米管/聚甲醛复合材料的结晶形态与力学性能王平华,黄志良,刘春华,刘则安,唐龙祥,赵天奇,刘 佳,贾艳飞(合肥工业大学化工学院高分子材料科学与工程系,安徽合肥230009)摘要:在对碳纳米管(CN T )进行表面修饰后,采用活性自由基聚合法(A TRP )在其表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )。
再将接枝上聚合物的碳纳米管添加到聚甲醛中熔融共混制得碳纳米管/聚甲醛纳米复合材料。
通过偏光显微镜观察其结晶形态,并研究了功能化碳纳米管的含量对聚甲醛缺口冲击强度的影响,结果表明,CN T 2PMMA 的加入使聚甲醛球晶细化,复合材料的缺口冲击强度得到提高。
关键词:碳纳米管;聚甲醛;活性自由基聚合法;聚甲基丙烯酸甲酯;结晶形态中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:100027555(2009)1020074204收稿日期:2008209212基金项目:国家自然科学基金资助项目(50573016)通讯联系人:王平华,主要从事高分子分子设计、塑料复合改性及纳米复合材料研究, E 2mail :phwang @ 自Iijima [1]发现碳纳米管以来,由于其极好的力学性能和高导电性能吸引了科学家们的高度关注。
碳纳米管的应用不断扩大,其中最有前景的应用之一是碳纳米管/聚合物纳米复合材料[2～4]。
碳纳米管的拉伸强度在10GPa ～60GPa ,杨氏模量的数值以TPa 计,如此优异的力学性能使得碳纳米管成为理想的增强材料[5]。
碳纳米管作为增强相来改善聚合物的性能时,要求碳纳米管在聚合物基体中分散均匀并与聚合物基体间有较高的界面粘附力。
但原始碳纳米管与聚合物基体间相容性不好,碳纳米管容易团聚,为了提高碳纳米管与聚合物基体间的相容性,本实验对原始碳纳米管进行表面修饰,并采用A TRP 法接枝聚合物PMMA [6,7],拓宽了碳纳米管的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第27卷第5期2006年10月 青 岛 科 技 大 学 学 报Jo urnal of Qingdao U niversity of Science and TechnologyVol.27No.5Oct.2006 文章编号:167226987(2006)0520423204碳纳米管/尼龙1212复合材料牵引条件下的结晶性能孙向南,原晓城,张宪清,刘 伟,周 琼3(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)摘 要:研究了碳纳米管的加入对尼龙基体结晶性能和晶型转变的影响。
通过WA XD 和DSC测试表明,碳纳米管的加入使复合材料的结晶出现多重性,并且在外力牵引过程中在一定程度上阻碍了晶型的转变;同时还使尼龙的熔限变宽,并使得结晶温度升高,结晶温度范围变宽,结晶更加容易;另外材料的结晶度和熔点有了一定程度的提高。
关键词:尼龙1212;碳纳米管;牵引挤出;结晶性中图分类号:TB332 文献标识码:ACrystal Structure Study of Nylon1212/C arbon N anotubeComposites U nder T ension ForceSUN Xiang2nan,YUAN Xiao2cheng,ZHANG Xian2qing,L IU Wei,ZH OU Q iong(Key Laboratory of Rubber2plastics,Ministry of Education,Qingdao Universityof Science and Technology,Qingdao266042,China)Abstract:Crystal structure of nylon1212/carbon nanotube composites was studied.The com2 posite was fabricated by extruding and pulling force,and then tested by W AXD and DSC.It was concluded that when the CN T s were added in nylon,the crystal of this composite becomes multiplex when the composite was under tension force,the transformation of crystalline phase would be hindered and the temperature window for crystallization was broadened.Also,the melting point and the degree of crystallization were increased.K ey w ords:nylo n1212;carbon nanot ube;drought;crystal 碳纳米管(Carbon Nanot ubes, Ts)以其优异的性能受到科技界广泛的注意,特别是它具有非常高的力学性能,其抗拉强度是钢的100倍,而密度则仅为钢的1/7,同时其还具有较好的电学、热学性质[1210]。
因此,利用CN Ts与其它材料进行复合,以获得CN Ts/高聚物复合材料的研究具有良好的前景,目前已有了大量出色的研究报道[1224]。
但有关功能化碳纳米管的介入材料基体结晶能力的研究还很少见,对尼龙1212不同牵引条件下结晶能力及结晶结构影响的研究尚未见报道。
本工作研究了碳纳米管的加入对尼龙基体结晶性能和晶型转变的影响。
1 实验部分1.1 主要材料尼龙1212,熔点:170～176°C,熔融指数:21～35g・10min-1,淄博广通化工有限责任公司。
碳纳米管,直径10～30nm,长度0152500μm,纯度≥95%,深圳纳米港有限公司。
1.2 仪器与设备分析天平,T G328B型,上海经科天平有限公司。
双辊开炼机,XQLB型,上海第一橡胶机械收稿日期:2006203206作者简介:孙向南(1981～),男,硕士研究生. 3通讯联系人.青 岛 科 技 大 学 学 报第27卷厂。
Brabender 流变仪,德国,Brabender Techn 2ologie 公司。
X 射线衍射仪,D/MAX23C ,日本理学电机。
差示扫描量热仪,Perkin Elmer DSC7,PE 公司。
透射电镜,J SM 21200EX ,日本GEOL 公司。
拉力实验机,A I 2700型,高铁科技股份有限公司。
1.3 试样的制备碳纳米管的改性:将碳纳米管按以下流程进行改性[25,26],得到功能化CN Ts 。
CN Ts CN Ts -COO H CN Ts -COCl CN Ts -CON HCH 2C H 2N H 2将功能化碳管和尼龙1212熔融共混,并通过流变仪挤出、牵引,得到不同牵引比样品(为热牵引);将热牵引所得样品在室温下按50mm ・min -1速度拉伸,得到不同牵引比样品(称为冷牵引)。
牵引比可由牵引前后截面积之比得到。
1.4 性能测试复合材料在X 射线衍射仪(XRD )上进行X射线衍射实验,采用Pd 靶,扫描速度为5(°)・min -1。
复合材料取样410mg ,在差示扫描量热仪上进行DSC 测试,通氮气。
样品先程序升温到300℃保温3min 再程序冷却到室温分别得到升、降温DSC 曲线。
实验温度为30～350℃;扫描速度为20℃・min-1。
2 结果与讨论2.1 牵引过程中碳管分布方向性为了研究碳纳米管的加入对材料结晶性能影响,首先通过尼龙多层超薄切片/透射电镜(TEM )观察的方法研究了牵引对碳管在尼龙基体里的分散状态的影响。
图1是牵引与未牵引材料超薄切片TEM 照片,照片中黑色线段标示的即是碳纳米管片段在切片上的分布方向,材料的挤出牵引方向是y 轴方向。
由图1(a )所示挤出的无牵引状态下碳管在基体中呈显无规分散状态。
碳纳米管片段一维分布方向与挤出方向夹角的平均值为32°。
图1(b )所示是碳纳米管经牵引以后沿y 轴方向(牵引方向)在一定程度上取向,其分布方向性有序化程度较高,同一试样在热牵引(牵引比1187)和冷牵引(牵引比11113)时碳管片段与挤出牵引方向夹角的平均值分别是713°和615°。
由此可知在牵引过程中,碳管在牵引时沿外力方向在一定程度的重排。
图1 未牵引与牵引条件下碳纳米管/尼龙1212复合材料切片透射电镜照片Fig.1 TEM images of composites :a )t he PA1212/CN Tcomposite produced wit hout tension force ;b )t he PA1212/CN T composite produced wit h tension force2.2 结晶热力学研究2.2.1 DSC 升温曲线由复合材料的DSC 升温曲线得到的参数见表1。
表1 DSC 升温曲线参数Table 1 DSC data of composites by temperature ascending曲线参数无牵引 PA PA/CN T 热牵引 PA PA/CN T 冷牵引 PA PA/CN TT 1/℃120.26119.26123.54116.39115.46125.78T m /℃172.75171.84172.93173.61173.36172.82ΔT /℃52.4952.5849.3957.2357.9047.04ΔH /J 46.5844.9137.7844.8544.8644.99由表1数据可以看出在无牵引条件下,碳纳米管加入以后开始熔融温度及熔点比原材料下降大约1℃,同时材料的熔融焓下降,而熔限变化很小,这说明材料的结晶度有所下降,这是由于碳管在材料中无序分布,阻碍了分子链段的运动,在某种程度上限制或阻碍了结晶的生长造成的。
由DSC 升温曲线可以看出,碳纳米管的加入在无牵引条件下对材料结晶性能影响不大。
在热牵引状态下,在碳管介入时,PA/CN T 的起始熔融温度较PA 下降,而熔点升高,使熔限范围扩大7184℃,这是由于在牵引过程中碳纳米管诱导结晶,使多种晶型并存,且CN T 在沿牵引方向调整,说明升温过程中发生结晶重排(DSC 曲线主峰左侧基线仰角),使结晶完善,熔点升高,且总结晶度增加(熔融焓增加7107J )。
在冷牵引状态下,在碳管介入时,PA/CN T424 第5期 孙向南等:碳纳米管/尼龙1212复合材料牵引条件下的结晶性能的起始熔融温度较PA 上升,而熔点略为降低,熔限范围缩小10186℃,这是由于一方面在牵引过程中碳纳米管进一步诱导结晶,使晶型趋向单一化,使得熔限变窄。
2.2.2 DSC 降温曲线由复合材料的DSC 降温曲线得到的参数见表2。
表2 DSC 降温曲线参数Table 2 DSC data of composites by temperature falling曲线参数无牵引 PA PA/CN T 热牵引 PA PA/CN T 冷牵引 PA PA/CN TT 1/℃99.99107.02101.16107.42103.5099.86T 2/℃153.63154.87140.61153.47138.22138.57ΔT/℃53.6447.8539.4546.0534.7238.71ΔH /J 43.0341.0546.2440.7444.9749.38由表2数据可以看出在无牵引条件下,碳纳米管加入以后由于异相成核作用材料在更高的温度下即可结晶,且结晶温度范围变窄了5.79℃。
同时材料的结晶焓下降,这说明材料的结晶度有所下降。
同时可以看出在冷热牵引之后的材料,有碳纳米管存在的情况下结晶温度范围较宽,认为这是由于碳纳米管的取向在材料熔融时没有被完全破坏,其分布仍然有一定的方向规整性,同时也是碳管的这种规整性分布使材料分子调整受阻,链段运动困难,从而使结晶温度范围变宽。
另外由于碳纳米管的加入导致材料结晶成核、生长方式的多样性也是原因之一。
同样,碳纳米管加入之后材料结晶初始温度提高,这是由于异相成核作用导致的。
另外冷、热牵引之后的材料结晶焓的差异说明,碳纳米管经过大比例冷牵引后取向度较高的碳纳米管骨架有利于结晶度的提高。
2.3 复合材料结晶晶型转变图2是通过挤出无牵引、热牵引和冷牵引制备的PA1212和PA1212/CN Ts 复合材料的X 射线衍射曲线。
图2 不同牵引条件下尼龙1212与尼龙1212/碳纳米管复合材料广角X 射线衍射曲线Fig.2 WAXD curves of PA1212and CN Ts/PA1212composites at different tension conditions 由图2可以看到在未牵引时PA1212及PA1212/CN T 复合材料结晶的100晶面和010/110晶面之间的距离相同,峰强也接近。