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用表面氨基化碳纳米管作固化剂制备复合材料的研究 王聪 韩克清 余木火* 东华大学，纤维材料改性国家重点实验室，东华大学材料科学与工程学院 上海 200051 E-mail*: yumuhuo@dhu.edu.cn 碳纳米管(CNT)独特的结构使其具有优良的力学性能，因此CNT 增强工程 塑料方面的应用已成为当前的热点之一。但主要是研究在高分子热固性树脂和 热塑性树脂中加入少量的 CNT ，用于提高力学性能、电性能等，而以CNT 为 主要成分的宏观结构材料未见研究报道。 我们研究的目的是在CNT 表面官能团化，使其与环氧树脂基体进行共价键 交联。当CNT 与基体树脂界面有大量的化学键相连接，就可以使应力载荷在复 合材料中能真正的传递来复合材料的物理机械性能，有望制备出力学性能与碳 纳米管在同一水平的宏观材料－即最强最韧的宏观材料。 实验部分： 将带有羧基的CNT 和DDS （N,N －二氨基二苯基砜）、DCC(N,N －二环己 基碳酰亚胺)溶于DMF 中回流。反应方程式如下： O O D C C C N T C O H + H 2 N S N H 2 O O O C N T C N H S N H 2 O 将 CNT 氨基化合物与环氧树脂混合，用升温红外跟踪固化反应。用 DDS 和CNT 氨基化合物做混合固化剂固化环氧树脂，用SEM 观察复合材料的形貌， TEM 观察CNT 在复合材料中的分散情况。 结果与讨论： 羧基化CNT 和氨基化CNT 的红外光谱图如图1 所示：a ，b 分别为羧基和 氨基的光谱图，通过比较发现：反应前后 CNT 表面的官能团发生明显变化。 1580cm－1 为羧基的伸缩振动吸收峰，1632 cm－1 为仲酰胺的振动吸收峰，2923 cm－1 为苯环的骨架振动。说明DDS 接入CNT 表面。 CNT 氨基化合物与环氧树脂固化的升温红外光谱如图2 所示：a ，b 分别表 示固化前后情况。从图中可以发现，915cm-1 处的环氧基团在 140℃环氧量明显 比室温时减少，说明CNT 氨基化合物和环氧树脂发生固化。 45 58 40 56 35 2361 b 1632 2923 54 30 e e l c