高性能CNTsEP 纳米复合材料的制备及固化行为.pdf

第 33卷 第 l期 煤 炭 转 化 Vol_33 NO．1 2O10年 1月 C()AlJC()NVERSION Jan．2010 高性能CNTs／EP纳米复合材料的制备及固化行为 廖圣云 ¨ 贾润萍 杨俊和。 王 霞。 摘 要 从 CNTs／~；g．氧树脂纳米复合材料界面作用和 CNTs在环氧树脂 中的分散性 、CNTs 功能化和 CNTs在环氧树脂中的定向排列等方面，详细介绍 了高性能CNTs／~氧树脂纳米复合材 料的制备方法．同时综述 了CNTs／环氧树脂体 系的固化反应机理和 固化反应动力学等研 究现状． 不仅对现有研 究结果进行了深入分析 ，还探讨 了cNTs／环氧树脂纳米复合材料研 究所面临的困难 和挑战． 关键词 碳纳米管 ，环氧树脂 ，界面 ，分散性 ，固化 中图分类号 TB332 复合材料方面的综述文章重点介绍了该复合材料的 0 引 言 性能 ，涉及材料制备 的 内容相对 简单．充分发挥 随着人们对碳纳米管 (CNTs)制备、结构 、性能 CNTs改性作用 ，获得高性能 CNTs／环氧树脂纳米 和用途研究 的深入 ，越来越多 的科研工作者开始致 复合材料 的关键在于 CNTs在环氧树脂 中的分散 力于 CNTs／聚合物基复合材料 的研究，其中以热 固 性和CNTs与环氧树脂基体 的界面连接等．本文将 性树脂为基底 的 CNTs复合材料 中最典型 的是 从实现界面载荷转移角度对高性能 CNTs／环氧树 CNTs／环氧树脂复合材料．11。]人们试 图利用 CNTs 脂纳米复合材料的制备方法进行讨论 ，并介绍 CNTs 大的 比表面积和 高的长径 比，将 CNTs特有 的 电 改性的环氧树脂基体 的固化行为．同时，探讨 CNTs／ 学、力学 、光学 、热学和磁学性 能有效地转移到环氧 环氧树脂复合材料研究所面临的困难和挑战． 树脂基体 中，以制备高性能和高功能 的复合材料 ，满 足电子 、航空航天和汽车等高科技领域对先进热 固 1 高性能 CNTs／环氧树脂纳米复合 性材料的要求．目前针对 CNTs／环氧树脂复合材料 材料的制备方法 的研究有大量的公开文献报道，主要涉及 cNTs／环 氧树脂复合材料 的制备和性能表征．伴随新技术 的 提高 CNTs一基体树脂界面的相互作用，可 以实 发展 ，已有商 品化 的 CNTs／环 氧树脂 复合材料 诞 现载荷或应力从基体到 CNTs的有效传递 ，从而获 生．但是人们对 CNTs／环氧树脂 复合材料 的期望值 得高性能 、多功能 的 CNTs／聚合物纳米复合材料． 和现有的相关科技成果之间还存在很大距 离．为缩 受力时 CNTs／环氧树脂纳米复合材料断面的 SEM 小差距 ，首先必须认识到这种非理想性和 CNTs本 照片见第 90页图 1．15对 比图 1中的材料断面形貌 身优异性能不一致性 的关系．众所周知 ，现有方法制 可以明显看出，若 CNTs与环氧树脂基体间的界面 备的CNTs皆为不同手性 、管径 、长度 的混合体且 结合较弱 ，承载时 引起 CNTs的滑移 ，致使 CNTs 伴有不 同的结构缺 陷和杂质[1¨；其次 ，CNTs／环氧 从基体 中拔出(见图 la)；当 CNTs与环氧树脂的界 树脂复合材料研究面临的另一个挑战是如何实现环 面间具有强的界面结合时 ，导致 CNTs在受力时不 氧树脂与 CNTs之间载荷 的有效转移．目前，在制 从基体 中被拔 出，而是发生 CNTs的断裂 (见 图 备 CNTs／环氧树脂复合材料过程中，人们正在积极