PEEK/CF复合材料中PEEK结晶行为研究进展

对聚醚醚酮(PEEK)/碳纤维(CF)复合材料界面结晶研究现状进行综述,分析PEEK在复合过程中的结晶形态演变,总结影响PEEK在CF表面形成横晶结构的关键因素。PEEK横晶结构的生成与CF和PEEK的微观结构匹配性、导热性能匹配性,以及复合材料的热处理条件密切相关。诱导PEEK在CF表面形成横晶结构有助于提高二者的界面结合强度,进而提升复合材料的拉伸强度和杨氏模量。

碳纳米管纤维的物理性能与宏量制备及其应用

为更好地了解碳纳米管纤维的发展情况,综述了近年来碳纳米管纤维在物理性能及其宏量制备等方面的研究进展。从碳纳米管纤维的制备出发,分析了碳纳米管纤维的成形方式及力、电、热等物理性能增强方法,介绍了碳纳米管纤维的宏量制备发展过程,总结了目前存在的问题,阐述了碳纳米管纤维作为结构功能一体化材料的优势、应用情况及潜在应用领域,并根据目前行业现状对下一步的主要发展方向提出设想并进行了展望。最后提出,碳纳米管纤维作为最具有产业化潜力的纳米纤维材料之一,有望应用于航空航天、车辆、船舶等领域,可为未来我国军用和民用领域的结构功能一体化材料提供强有力的材料和技术支撑。

碳纳米管纤维的多功能特性及其驱动应用

碳纳米管纤维作为一种新型纤维材料,具有传统纤维不具备的独特的组装结构特性,并因丰富的界面结构带来了诸多功能特性,使其在能源、电子、驱动等领域具有巨大的应用潜力。综述了碳纳米管组装结构特性和丰富的界面在多功能特性中的重要作用以及碳纳米管纤维在智能驱动应用中的研究进展,最后对未来新型结构功能一体化纤维材料的探索进行了展望。

基于碳纳米管纤维生长锌钴双金属氧化物纳米线森林的高能量纤维状超级电容器（英文）

随着可穿戴电子器件的发展,新型纤维状超级电容器逐渐成为最新一代储能器件。然而,纤维状超级电容器较低的电导率和较小的比电容限制了其在高能量密度器件中的应用。本工作采用水热法在碳纳米管纤维表面生长锌钴双金属氧化物纳米线森林设计高能量纤维状超级电容器,利用锌钴双金属氧化物和碳纳米管纤维的协同效应显著提高复合纤维的电化学性能。使用聚氯乙烯薄膜和聚乙烯醇/氯化锂凝胶电解质与复合纤维组装全固态纤维状对称超级电容器,并测试其电化学性能。组装的复合纤维比电容达到112.67 mF·cm^-2,功率密度0.45 mw·cm^-2时的能量密度为12.68μwh·cm^-2。复合纤维有较好的循环稳定性,以1 mA·cm^-2的电流密度进行10 000次循环,其电容保持率为90.63%。此外,在几种不同弯曲角度下,循环伏安曲线的变化可以忽略不计,说明复合纤维具有良好的柔韧性和力学稳定性。全固态纤维状超级电容器的优异性能为便携式和可穿戴电子产品的发展提供了新的机遇。

碳纳米管/氨纶复合导线的制备及高拉伸下的导电性能

以具有优异弹性的氨纶作为基底,将具有良好导电性和柔性的碳纳米管薄膜以不同的包覆角度和层数缠绕在氨纶上,通过调节碳纳米管薄膜交叠层数、包覆角度以及采用聚苯胺、纳米银线等作为夹心层,制得的银纳米线包覆的夹心型碳纳米管/氨纶复合导线的电阻率变化最小,在拉伸45%条件下电阻变化率仅为0.71%。有望在可拉伸电子器件领域得到广泛的应用。

碳纳米管基轻质高导电纤维研究进展

主要概述了基于碳纳米管纤维发展轻量化高导电纤维的最新研究进展,介绍了碳纳米管纤维的主要制备方法,重点阐述了碳纳米管纤维导电性能的改进方法以及轻质高导电碳纳米管/金属复合纤维的制备方法,并探讨了不同工艺参数对碳纳米管基轻质导电纤维的电学、热学和力学性能的影响,分析和展望了碳纳米管基轻质导电纤维的发展方向和应用前景。

聚醚酮酮/羟基磷灰石复合植入物的力学性能与生物活性

聚芳醚酮材料因其优良的热稳定性与力学性能、良好的生物相容性和射线可透性,已经广泛地应用于创伤、脊柱和颅颌面修复等生物医用领域。在这类聚合物中,聚醚酮酮(PEKK)的热稳定性和机械强度更优良,其分子链中的双酮基结构使其更适用于化学改性,进而可大幅度地提升其临床应用潜力。本文以羟基磷灰石(HA)为基底,通过原位聚合的方法合成PEKK,从而制备PEKK/HA复合材料。复合材料中HA的质量分数达到50%以上,并在PEKK中均匀分布,从而显著增加了PEKK与HA的界面结合。实验结果表明,该复合材料不仅表现出优异的力学性能(模量15.6 GPa,硬度570 MPa),其生物相容性也大幅改善(表面接触角60°,优于钛合金;细胞增殖率较纯PEKK提高了28%),综合性能更加匹配动物骨骼。

航空航天用复合材料的无损检测和自修复研究进展

随着科技的发展进步,航空航天领域对于复合材料的需求越来越高,复合材料的无损检测和自修复也逐渐成为研究的热点。文章主要介绍了航空航天用复合材料无损检测和自修复的重要性,总结了现阶段相关技术的研究现状,对近几年快速发展的碳纳米管组装结构及复合材料展开了讨论,并预测了未来无损检测及自修复技术的重点研究和发展方向。

对苯/间苯结构比例对聚醚酮酮热力学性能的影响分析

聚醚酮酮(PEKK)机械强度高、耐高温性能优异,作为高性能热塑性复合材料的基体树脂获得了广泛关注。PEKK由二苯醚、对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯制备而成,合成过程中对苯和间苯原料比例的不同,使得其分子链构型产生差异,对PEKK的结晶状态和动力学性能造成影响,进而影响树脂基复合材料的力学性能。结合PEKK现有的制备、性能等方面的研究进行总结,分析了对苯/间苯比例对PEKK的结晶行为和热力学性能的影响。

碳纳米管在形状记忆聚合物中的应用研究进展

介绍了碳纳米管在形状记忆聚合物复合材料应用中的最新研究进展,详细探讨了碳纳米管/形状记忆聚合物复合材料在电、光、热和电磁波等驱动诱导下的新性能以及碳纳米管在不同诱导机制中的作用,分析了该复合材料目前仍存在的一些关键问题,展望了其可能的发展方向、应用前景等。

碳纳米管/氧化锌复合结构的可控合成

详细介绍了在碳纳米管基底上制备氧化锌纳米结构的多种方法,如蒸汽反应法、碳热还原法、原子层沉积法以及水热沉积法,探讨了不同方法和不同参数对氧化锌纳米结构及其性能的影响,结合目前实验分析了制备碳纳米管/氧化锌复合结构存在的问题及解决方案,展望了碳纳米管/氧化锌复合材料的发展方向和应用前景。

聚乙烯醇增强碳纳米管薄膜的表面粘附性能研究

采用抽滤法在碳纳米管薄膜中引入聚乙烯醇构筑复合网络结构,并利用聚乙烯醇的官能团增强薄膜与基底间的范德华作用力,实现强粘附效果。通过选择聚合物的平均聚合度,可实现在玻璃基底上最高达到550kPa的粘附强度,是未经聚乙烯醇处理的6~10倍。这种复合结构也可以显著提高对铜片、硅片、镍箔的粘附效果,其平均粘附强度可分别达到172.6,305.7,335.5kPa。

碳纳米管/铜复合薄膜的制备及表征

通过有机溶剂对多壁碳纳米管薄膜进行溶剂热及有机电镀处理,制备了高导电性能和载流能力的Cu/MWCNTs复合薄膜,其中铜晶体均匀的分布在MWCNTs内部及外部,且复合材料的密度仅为铜的1/4。在碳纳米管薄膜的电学性能提高下进一步分析了溶剂热、不同电流密度、退火还原及热压对碳纳米管电学性能的影响。结果表明:溶液浓度为7.5 mmol/L电流密度为2 mA/cm^2,沉积时间2 h,水浴温度为26℃,复合薄膜的性能达到最佳;退火温度为300℃,以及在1000℃和2.6 MPa压力下热压,复合薄膜的电导率及载流性能达到最佳,分别为2.5×10^7 S/m和1×105 A/cm^2。

基于磺酸化类石墨烯聚合物的纳米组装与复合研究

磺酸化类石墨烯聚合物(SGP)是富含磺酸化官能团并具有二维纳米结构特性的一类新型聚合物材料,其极高的亲水性为发展纳米组装和复合结构提供了新途径。介绍了利用SGP发展的具有优异力、电及电化学性能的三类复合材料:(1)通过聚乙烯醇(PVA)与SGP复合构筑具有高孔隙率的全固态电容器隔膜材料;(2)利用SGP富含官能团的特性,在其表面生长Co_3O_4的过程中抑制颗粒尺寸和维度,获得容量更高的复合电极材料;(3)利用SGP分散碳纳米管(CNT),通过与PVA复合得到的SGP/CNT/PVA柔性薄膜具有优异的力学特性。基于此,SGP有望在多功能复合组装中得到更为广泛的应用。

阵列法制备连续碳纳米管纤维及其性能研究

连续碳纳米管(CNT)纤维是由纳米级碳材料通过组装形成的微米级纤维材料。本文采用阵列纺丝法制备连续CNT纤维,通过改变纺丝工艺,考察了致密度、直径及捻角等组装参数对纤维内CNT的堆积排列结构、纤维的力学性能和电导性能的影响。结果表明,乙醇浸润可以明显提高CNT致密化程度,从而增强管间作用力,使得纤维力学及电学性能显著提升,拉伸模量、拉伸强度和电导率分别提高了121%、67%和26%;在纺丝过程中通过改变薄膜宽度调节纤维直径时,直径过小或过大都不利于提高纤维的力学性能,适中的直径在7至8μm时可以得到更高的CNT堆积密度,从而获得较高的拉伸性能;对于致密化程度较高的乙醇浸润CNT纤维,适度降低加捻程度并不显著影响纤维性能,为规模化连续制备提供了保证。

碳纳米管纤维纽结设计及其与环氧树脂界面性能

碳纳米管(carbon nanotube,CNT)纤维因其优异的力学性能和界面效应被认为是下一代高性能碳基纤维材料。研究碳纳米管纤维的表面形态与力学性能间的构效关系,以及纤维与树脂界面性能的影响机制。通过结构设计分析了具有取向结构和有捻结构的CNT纤维的力学性能;采用打结方式设计具有纽结的纤维形态,分析了纽结对纤维力学性能的影响规律;通过微滴包埋法探讨了纽结对纤维与环氧树脂界面结合性能的增强机制。结果表明:取向结构的碳纳米管纤维力学性能优于有捻结构,打结后纤维的拉伸强度有一定程度下降;界面结合性能方面,由于打结本身增加了CNT纤维与树脂的接触面积和表面粗糙度,使纤维与树脂的界面剪切强度从15 MPa增强至约35 MPa。

预热及退火调控诱导聚醚酮酮Ⅰ型结晶的研究

聚醚酮酮(PEKK)具有Ⅰ、Ⅱ两种晶型结构,其中晶型Ⅰ为稳态晶体,晶胞尺寸大,而晶型Ⅱ尺寸较小,热稳定性较差,对力学的贡献有限。因此,需要调控热压成型工艺促进晶型Ⅰ的生成,并抑制晶型Ⅱ。通过模压成型法研究预热及退火处理对诱导Ⅰ型结晶的影响,结果表明,在熔融温度下充分预热处理后再压制成型,分子链有较高的运动能力,满足晶型Ⅰ生长的慢成核条件,从而充分诱导Ⅰ型结晶,并抑制Ⅱ型结晶。380℃预热处理后,PEKK板材的力学性能得到显著提升,拉伸强度和杨氏模量分别达到104MPa和2.61GPa。此外,还发现在中高温区域进行退火处理也会促进晶型Ⅱ的生长,导致材料的力学性能下降;而增加降温速率,则会提高材料的刚性,初始模量提升至2.80GPa。

碳纤维/聚醚酮酮界面强度影响因素的研究进展

碳纤维(CF)增强聚醚酮酮(PEKK)复合材料具有强度高、韧性好、工艺简易等优点,已成为一种极具潜力的热塑性复合材料。现有方法制备的复合材料中CF和PEKK的界面黏结强度依然不高,给其实际应用造成了困难。本文对CF/PEKK复合材料研究现状进行总结,通过分析界面结构及性能对应力传递所发挥的作用,归纳影响界面强度的关键因素。其中浸润理论、化学键理论、物理吸附理论可有效用于界面改性的机理分析。而针对CF/PEKK复合材料,可通过调节PEKK分子中的对苯和间苯比例或发展聚醚酮类上浆剂来进一步提高其界面性能。

聚偏氟乙烯基复合材料导热性能的研究进展

导热复合材料在电子封装、电机材料、电池及换热设备等领域具有广泛的应用价值。聚偏氟乙烯(PVDF)具有优异的电气性能、良好的机械强度和耐高温性能,是应用于电子电器、航空航天等行业的理想材料之一,但较低的热导率制约其进一步发展,亟待开发PVDF基高导热复合材料。其制备的关键在于如何选择高导热填料、设计导热通路及调控界面热阻。本文在聚合物基导热复合材料的机制、模型、方程及数值模拟等理论知识的基础上,结合PVDF自身晶体结构,介绍目前PVDF基导热复合材料热导率的发展水平,各种填料及制备工艺对其热导率的不同影响程度等内容,从复合策略、网络结构、界面结合等角度综述了高导热PVDF复合材料的最新研究进展。此外,对其未来发展也进行了展望。

纳米碳复合材料的结构设计和功能仿生

高含量纳米碳复合材料能够更好地体现碳纳米管等纳米材料自身的性质.借助自然材料的结构设计和整合思想,使得高含量的纳米碳组装结构体及其复合材料具有结构的合理化、性能的优异化、材料的可控化和应用的高效化,这种方法也将成为未来纳米复合材料发展的重要方向.本文主要介绍了高含量仿生纳米碳复合材料加工过程、结构和界面的仿生设计思想,以及其在仿生智能驱动中的应用进展.