大分子功能化碳纳米管/环氧树脂复合材料制备及性能表征

黄莎莎

中国海洋大学

摘要：

碳纳米管具有独特的结构和优异的力学性能,可作为聚合物理想的增强体。环氧树脂综合性能优异,但固化产物的脆性限制了其应用。一般认为,碳纳米管/环氧树脂复合材料可实现碳纳米管对环氧树脂的增强增韧,相关研究也已取得一定的进展,但碳纳米管在环氧树脂基体中分散性及两者间相互结合力始终是影响复合材料性能的瓶颈问题。目前,解决以上问题的方法主要集中在用活性小分子、合成高分子或表面活性剂对碳纳米管进行处理,罕见利用生物大分子修饰的碳纳米管增强环氧树脂的研究。　　鉴于壳聚糖和聚多巴胺这两种生物大分子的分子链自身携带的活性基团和二者制备的简便性,以及生物大分子所具有的环境友好、生物相容、易降解等优良特性,本论文选用这两种高分子对碳纳米管进行功能化,并制备出功能化碳纳米管/环氧树脂复合材料,对复合材料的相关性能进行了分析。论文主要内容如下:　　1、碳纳米管的表面功能化:　　采用原位接枝法制备了壳聚糖功能化的碳纳米管,并利用透射电镜、热重分析、红外光谱、分散性实验等测试方法对产物进行表征。采用原位聚合法制备了聚多巴胺功能化的碳纳米管,并利用透射电镜、热重分析、红外光谱、分散性实验等测试方法对产物进行表征。　　2、功能化碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备:　　用模具浇铸法制备了功能化碳纳米管/环氧树脂复合材料,为了改善功能化碳纳米管与环氧树脂基体间的结合,采用预固化工艺制备复合材料,并对其固化工艺进行了探讨。　　3、功能化碳纳米管/环氧树脂复合材料的性能表征:　　用模具浇铸法制备了一系列碳纳米管含量不同的复合材料,并对复合材料的冲击性能和拉伸性能进行研究。通过材料断面扫描电镜和透射电镜的观察,分析碳纳米管的表面功能化方法及含量对复合材料力学性能的影响。

关键词：碳纳米管;环氧树脂;复合材料;性能表征

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：材料工程

导师姓名：陈守刚

学位年度：2014

语种：中文

分类号：TB383;TB332

页数：71

在线出版日期：2015-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）