低聚对位芳纶化学修饰多壁碳纳米管的制备及性能

为改善多壁碳纳米管的表面性能及分散性能,将低聚的氨基为端基的低分子量的对位芳纶(PPTA)与羧基碳纳米管(MWCNTs-COOH)反应,制备了低聚PPTA化学修饰的多壁碳纳米管PPTAMWCNTs-x,并对其结构进行了表征.研究结果表明,与MWCNTs-COOH相比,PPTA-MWCNTs-x在二甲基亚砜(DMSO)、氮甲基吡咯烷酮(NMP)、乙醇等有机溶剂中具有更好的稳定性和分散性,其稳定时间可分别长达216和240 h.本文以廉价的聚氯乙烯(PVC)为样板聚合物,采用浇铸法制备了碳纳米管/聚合物复合材料,比较了改性前后多壁碳纳米管对PVC薄膜力学性能的影响,并探讨了其增强机理.结果显示,与纯PVC薄膜相比,当PPTA-MWCNTs-x添加量为0.25 wt%时,可使PVC复合膜的杨氏模量和拉伸强度分别提高44.4%和79.4%;当PPTA-MWCNTs-x添加量为0.05 wt%时,可使PVC复合膜断裂应变提高203.6%.

环氧氯丙烷修饰的对位和间位芳纶涂覆剂研究

制备了具有环氧丙基侧链的对位芳纶(PPTA-ECH)和间位芳纶(PMIA-ECH),并将其用做对位芳纶(PPTA)织物/环氧树脂复合材料中PPTA织物的涂覆剂。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及XPS等方法对PPTA织物表面的PPTA-ECH涂层结构进行了表征。考察了PPTA-ECH和PMIA-ECH涂覆的PPTA织物/环氧树脂复合材料的层间剪切强度和面内剪切强度,并与未经涂覆的PPTA织物复合材料的性能作比较。结果表明,PPTA-ECH和PMIA-ECH可显著改善PPTA织物和环氧树脂之间的界面性能。涂覆了PPTA-ECH及PMIA-ECH的PPTA织物/环氧树脂复合材料的层间剪切强度(ILSS)比未经涂覆的复合材料分别提高了26.20%和14.76%,面内剪切强度(ISS)分别提高了26.98%和11.86%。由于PPTA-ECH对PPTA纤维具有更强的亲和能力,因此PPTA-ECH在层间剪切强度和面内剪切强度方面的增强效果均优于PMIA-ECH。对PPTA-ECH在PPTA纤维表面铺展与吸附及对复合材料的增强机理也进行了初步探讨。作为新型涂覆剂,PPTA-ECH在对位芳纶复合材料的开发应用方面具有潜在的应用前景。