PTFE原位成纤对PP/MWCNTs/PTFE复合材料发泡性能和力学性能的影响

采用共混造粒和微孔发泡注塑成型工艺,制备了聚四氟乙烯(PTFE)原位成纤增强的聚丙烯/多壁碳纳米管/聚四氟乙烯(PP/MWCNTs/PTFE)微孔复合材料,并对其结晶、流变、微孔发泡和力学性能进行了测试和表征。结果表明:与不加PTFE的PP/MWCNTs复合材料相比,PTFE的加入可以提高PP/MWCNTs/PTFE复合材料的结晶度,增大储能模量,降低损耗因子;PTFE的加入可以改善PP/MWCNTs/PTFE复合材料的泡孔结构,使泡孔密度增大,泡孔直径减小;相比PP/MWCNTs复合材料,当PFTE的加入量为1%(质量分数)时,PP/MWCNTs/PTFE复合材料的断裂伸长率提高了67.5%,抗拉强度提高了21.1%,杨氏模量提高了12.5%。

MWCNTs/ZIF-67复合材料的制备及其催化性能研究

通过简便、经济的方法合成了MWCNTs/ZIF-67复合材料,并运用SEM、TEM、XRD、XPS等技术手段对该复合材料进行了表征。为了评估MWCNTs/ZIF-67催化剂的催化活性,在NaBH_(4)存在下进行了对硝基苯酚(4-NP)的还原实验。结果表明,MWCNTs/ZIF-67催化剂具有很好的催化性能,在6min内对4-NP的催化效率高达99.82%,表观速率系数达到0.4973min^(-1)。此外,该材料可以通过磁铁从水溶液中收集,便于回收和再利用。且经过5次循环后,复合材料的催化活性仍很高,表明该复合材料有较好的稳定性,可以作为去除环境污染物的新型催化材料。

一种新型MWCNTs/氟碳漆防腐蚀导电涂层

为了解决现有石油化工企业防腐蚀导电涂料存在的防腐蚀性能低、耐磨性差、涂层易溶胀溶解的问题,选取耐蚀性好、耐磨性优良的氟碳涂料为基料,添加碳纳米管为填料制备了新型防腐蚀导电材料。通过表面粗糙度测试、力学性能测试、电化学阻抗谱(EIS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术,研究了多壁碳纳米管(MWCNTs)的加入对氟碳漆涂层表面粗糙度、力学性能、紫外老化以及化学结构的影响。结果表明:MWCNTs/氟碳漆防腐蚀导电涂层跟纯氟碳漆涂层相比表面粗糙度变化不大,拉伸强度和弹性模量分别增大了150%和133%,紫外加速老化24,72,144,216h后的耐蚀性也有所增强,MWCNTs不影响氟碳漆的化学结构。

熔融共混法制备MWCNTs/PET复合材料及性能研究

首先以苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷为溶剂制备质量分数为10%(以下同)的多壁碳纳米管/聚对苯二甲酸二乙二醇酯(MWCNTs/PET)母粒,然后通过实验室用熔融共混挤出机制得不同MWCNTs含量的MWCNTs/PET复合材料(MWCNTs的含量为0.2%～2.0%)。扫描电子电镜(SEM)观察发现MWCNTs在母粒以及PET复合材料中均能良好分散;Instron1122力学拉伸性能以及动态力学分析(DMA)结果均表明,添加的MWCNTs对PET材料具有增强作用。另外,差示扫描量热分析(DSC)表明,MWCNTs在PET结晶过程中具有异相成核剂的作用,能够促进聚合物链的结晶有序排列。本研究中,当MWCNTs的添加量达到2.0%时,PET复合物的导电性能有较明显提高。

搅拌摩擦加工制备MWCNTs/Al复合材料的均匀性研究

采用搅拌摩擦加工技术(FSP)制备多壁碳纳米管增强铝基(MWCNTs/Al)复合材料,并对其复合材料的硬度、均匀性进行了研究。5道次FSP后添加多壁碳纳米管MWCNTs/Al复合材料的平均显微硬度值为78HV,是母材的1.68倍。开尔文探针试验表明,碳纳米管在MWCNTs/Al复合材料中分布均匀。

MWCNTs/MOF-5杂化材料的制备及N_2吸附性能

通过改进的室温一步法制备了MWCNTs/MOF-5杂化材料,分别用XRD、FT-IR、TEM、FESEM、比表面积和孔隙度分析仪对MOF-5,MWCNTs/MOF-5进行了表征和分析。结果表明,碳纳米管的引入对晶体结构的影响不大;复合方式为碳纳米管"穿插"MOF-5的结构;MOF-5和MWCNTs/MOF-5在77 K和100 k Pa下N2吸附量最大,分别为873,743 cm-3/g,比表面积(BET)分别为2 435,1 866 m2/g。

搅拌轴线速度对MWCNTs/Cu复合粉体和材料性能的影响

采用高能球磨法制备了多壁碳纳米管与铜粉(MWCNTs/Cu)的复合粉体,随后用真空热压烧结制备了MWCNTs/Cu复合材料,研究了球磨搅拌轴线速度对MWCNTs/Cu复合粉晶粒尺寸、粉体形貌及对MWCNTs/Cu复合材料力学性能的影响。结果表明:随着搅拌轴线速度的增大,铜的晶粒尺寸明显减小,搅拌轴线速度为4.2/4.8m·s-1时,其晶粒尺寸趋于稳定,为23nm;MWCNTs/Cu复合材料的抗拉强度和硬度先增大后减小,当搅拌轴线速度为4.2/4.8m·s-1时,抗拉强度和硬度达到最大,分别为187.21 MPa和166 HV;球磨后铜粉形貌由球状变为片状,MWCNTs嵌入铜基体内,当受到外界载荷时MWCNTs起到承担载荷的作用,从而提高了复合材料的力学性能。

旋转摩擦挤压制备MWCNTs/Al复合材料的界面微观结构

采用旋转摩擦挤压法制备多壁碳纳米管增强铝基(MWCNTs/Al)复合材料,通过高分辨透射电镜观察MWCNTs/Al复合材料的界面结构,并对界面反应进行研究。结果表明:在MWCNTs/Al复合材料中Al-C之间发生界面反应,两者之间的反应产物为Al4C3,其晶面间距为0.827nm,为(003)晶面;Al基体的(111)晶面与MWCNTs的(002)晶面及Al4C3的(003)晶面的界面结合良好,界面存在MWCNTs(002)∥Al4C3(003)的晶体学位相关系。

MWCNTs/AZ80复合材料在高温时的组织特征

用搅拌摩擦加工技术(FSP)制备出体积分数为3.1%的MWCNTs/AZ80复合材料,采用光学显微镜和XRD技术观察经不同热暴露温度3 h后复合材料的显微组织和物相。结果表明:FSP制备的MWCNTs/AZ80复合材料会发生动态再结晶,组织为细小的等轴晶。经FSP加工后,T6态AZ80镁合金中的β-Mg17Al12析出相会减少;加入MWCNTs后,MWCNTs/AZ80复合材料中的β-Mg17Al12相更少。随着热暴露温度的升高,复合材料的组织越来越粗大,复合材料中的β-Mg17Al12析出相含量增加;但热暴露温度超过150℃后,复合材料中的析出相则减少。

MWCNTs/E51复合涂层的耐磨性能研究

向耐腐蚀材料环氧树脂中添加适量的碳纳米管粉末(MWCNTs),可以改善环氧树脂涂层的耐磨损性能。使用原位复合法生成新的复合材料,并用SEM、表面形貌仪和MM200摩擦磨损实验机进行观察和测试。结果表明,向环氧树脂基体中添加MWCNTs可以增强材料的摩擦磨损性能。当添加10%的MWCNTs粉末时,改性环氧树脂涂层的耐磨性能提高到226%。对复合材料制作工艺和实验结果进行了分析,初步解释了MWCNTs对环氧树脂增强作用的机理。

熔融微分3D打印制造MWCNTs/PLA可导电功能性制品

3D打印技术发展已日趋成熟,其特殊的增材制造原理使得材料利用率极高,方便快捷的成型方法推动了3D技术的发展。但3D打印产品使用耗材单一、制品强度较弱、应用范围不广泛等缺点抑制了3D打印技术在传统塑料加工行业的应用。一种新型聚合物熔体微分3D打印设备,可使用碳纳米管(MWCNTs)/聚乳酸(PLA)复合材料制造可导电3D打印产品。结果表明:该复合材料(10%MWCNTs)导电制品导电率可达到1.6 S/m,且该复合材料具有优异的可打印性能;使用聚合物熔体微分3D打印机以纸片为基材打印制造简易电路图,该电路图在纸基板上附着力强;使用熔体微分3D打印机制作防静电托盘制品,SEM图像表明,该托盘制品层与层之间结合紧密,成型精度以及刚度均可符合使用要求。通过实验对比,验证了该新型聚合物熔体微分3D打印机对MWCNTs/PLA复合材料制备可导电制品具有可行性,且可为3D打印电路板及防静电制品提供理论基础和技术指导。

MWCNTs/有机硅改性丙烯酸酯纳米涂料的制备及性能研究

以有机硅改性丙烯酸酯乳液为基体,经KH-570表面改性处理的多壁碳纳米管(MWCNTs)为功能性填料,制备了MWCNTs/有机硅改性丙烯酸酯纳米涂料。通过不同的表征测试手段研究了纳米涂料的导热、耐酸碱腐蚀和附着力等性能。研究结果表明:改性MWCNTs的添加可显著改善纳米涂料的导热和耐酸碱腐蚀性能,同时使其保持优良的铅笔硬度和附着力;当w(改性MWCNTs)=4.0%(相对涂料总质量而言)时,涂膜的导热、耐酸碱腐蚀和力学性能均较佳。

微弧等离子喷涂MWCNTs/Al2O3涂层介电性能研究

以多壁碳纳米管（MWCNTs）和氧化铝（Al2O3）为原料,采用微弧等离子喷涂技术制备了MWCNTs/Al2O3复合涂层。分析了涂层的微观结构,研究了MWCNTs含量对涂层介电性能的影响。结果表明涂层内部分碳纳米管与附近完全熔融氧化铝颗粒连接紧密,起到良好的桥接作用。介电性能测试表明随碳纳米管含量的增加,涂层复介电常数实部（着＇）和虚部（着＇）显著增加。当MWCNTs含量为16wt%时,涂层的着＇和着＇数值在8.2~12.4 GHz内随频率增加而呈现降低的趋势。

ZrO_2-MWCNTs复合材料的制备及ZrO_2-MWCNTs/环氧复合涂层性能研究

通过水热法将纳米ZrO_2粒子负载于多壁碳纳米管(MWCNTs)表面,成功制备出ZrO_2-MWCNTs复合材料。采用FT-IR、XRD和SEM等方法对ZrO_2-MWCNTs复合材料的结构及形貌进行了表征,结果表明:ZrO_2粒子与MWCNTs通过化学键结合,有效负载于MWCNTs表面。将复合材料通过硅烷偶联剂(KH560)改性并共混分散于环氧树脂,分别制备出1%(wt,质量分数,下同)、3%和5%的ZrO_2-MWCNTs/环氧复合涂层,通过耐磨性测试及电化学交流阻抗谱评价了复合涂层的耐磨性和耐蚀性,结果表明:ZrO_2-MWCNTs高效分散于环氧树脂中,所制备复合涂层的机械性能及耐腐蚀性能均得到改善,并在ZrO_2-MWCNTs含量为3%时达到最大。

MWCNTs/PS复合材料阻燃性能研究

以多壁碳纳米管、表面处理MWCNTs、MWCNTs/纳米氧化钛复合对聚苯乙烯(PS)进行阻燃改性。通过热失重(TG)和氧指数(LOI)测试等方法,测试MWCNTs/PS、MWCNTs/nano-TiO2/PS复合材料的阻燃性能和热稳定性;利用扫描电镜、傅立叶红外光谱法研究复合材料的微观形态结构。研究表明:少量的MWCNTs可提高PS的阻燃性能,混合酸溶液处理的MWCNTs对PS的阻燃改性效果比未处理的MWCNTs要好;当MWCNTs添加量达到3.0Wt%时,该复合材料的氧指数达到22,可以较大地减少燃烧熔融滴落;MWCNTs(1.0Wt%)/nano-TiO2(5.0Wt%)/PS复合材料的氧指数达到23,说明MWCNTs与nano-TiO2具有协同阻燃效果。

Mb/AuNPs/MWCNTs/GC电极对H_2O_2电催化性能的研究

采用还原法制备了AuNPs/MWCNTs复合材料,并构建了氧化还原蛋白质的固定化和生物传感界面AuNPs/MWCNTs/GC电极.以肌红蛋白(Myoglobin,Mb)为例,研究了固定化蛋白质在AuNPs/MWCNTs/GC电极上的直接电化学.结果表明,AuNPs/MWCNTs复合材料不仅能有效地促进Mb与电极表面的直接电子转移,而且能很好地保持固定化Mb的生物催化活性.Mb/AuNPs/MWCNTs/GC电极对H2O2具有良好的电催化还原性能,其线性响应范围为1～138μmol·L-1,检测限为0.32μmol·L-1(S/N=3),并具有较低的米氏常数(0.143 mmol·L-1).该电极操作简单,响应迅速,稳定性和重现性好,有望用于蛋白质的固定化及第三代生物传感器的制备.

压缩和回复下PA6/MWCNTs/SSFs复合材料导电性研究

通过熔融共混、注射成型将多壁碳纳米管(MWCNTs)和不锈钢纤维(SSFs)与尼龙(PA)6复合制成PA6/MWCNTs/SSFs导电复合材料,在万能试验机上对其进行单轴压缩蠕变和阶梯回复实验,对材料的电阻率、应力、应变进行同步测量,研究不同应力及SSFs含量下复合材料的电阻率变化。结果表明,该复合材料在阶梯应力加载瞬间发生普弹形变,维持恒定应力后,发生高弹形变和粘流形变,阶梯应力卸载后,应变会有所回复。压缩蠕变状态下,当应力为10,20 MPa时,加载瞬间复合材料电阻率会发生突变下降;当应力维持在10 MPa时,电阻率随应变的增加呈下降趋势,即发生电阻蠕变现象,SSFs质量分数为10%的复合材料电阻蠕变现象最为明显;随着应力水平增大,电阻蠕变现象消失,电阻率趋于稳定,但当SSFs质量分数为8%时,电阻率存在较大波动;阶梯回复状态下,复合材料电阻率基本稳定,但当应力卸载到10 MPa时,电阻率存在波动,随着SSFs含量增加,波动趋于平缓。根据Burgers蠕变模型以及聚合物荷载响应特点,认为这主要是由于聚合物分子链的运动对导电通路的影响引起的。

一步法制备MWCNTs/PAMT复合膜电极并用于水中痕量Cd^(2+)、Pb^(2+)的同时检测

通过一步电沉积方式将多壁碳纳米管(MWCNTs)和聚(5−氨基−2−巯基−1,3,4−噻二唑)(PAMT)修饰于玻碳电极表面,形成复合膜。利用循环伏安法和交流阻抗法对所制备的MWCNTs/PAMT复合膜电极进行电化学性能表征。随后,将该电极用于水中痕量Cd^(2+)、Pb^(2+)的同时检测。结果表明:Cd^(2+)和Pb^(2+)在MWCNTs/PAMT复合膜电极上能产生2个独立的差分脉冲信号,信号强度与目标物浓度呈正比。在最佳检测条件下,Cd^(2+)和Pb^(2+)的线性范围分别为1.0~150μg/L和2.0~200μg/L,检测限分别为0.4μg/L和0.3μg/L。6次重复性实验显示,Cd^(2+)和Pb^(2+)检测结果的相对标准偏差分别为3.4%和5.6%。抗干扰实验表明,复合膜电极对Cd^(2+)和Pb^(2+)具有较高选择性响应。本方法制备的MWCNTs/PAMT复合膜电极对水中痕量Cd^(2+)、Pb^(2+)的同时检测具有良好的应用前景。

MWCNTs/PVA-co-PE纳米纤维膜的制备方法

通过将多壁纳米碳管分散到一种热塑性高分子材料PVA-co-PE中,再以该材料为分散相,通过对材料流变性、界面性能以及成型条件的控制,使热塑性高分子材料在纤维素酯基体中分散、诱导取向和聚集,原位组装成纳米纤维复合材料。采用环境友好型溶剂丙酮将纤维素酯基体除去后,可制备出连续的、束状MWCNTs/PVA-co-PE复合纳米纤维材料。通过扫描电子显微镜对制备的纯PVA-co-PE纳米纤维与质量分数不同的MWCNTs/PVA-co-PE复合纳米纤维的形态结构进行表征,并利用DSC、TG等分析MWCNTs/PVA-co-PE复合纳米纤维的Tm、热降解等性能。

MWCNTs/PAN微纳米纤维膜的制备及其层合板的电磁屏蔽性能

将不同质量分数的多壁碳纳米管(MWCNTs)加入聚丙烯腈(PAN)溶液中进行静电纺丝,制备MWCNTs/PAN微纳米纤维膜,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺将其制备为层合板复合材料,测试电磁屏蔽性能.测试结果表明:对于含有一层纳米纤维膜的层合板,当MWCNTs质量分数为25%时,电磁屏蔽效能最大,可达5.96dB;随着MWCNTs质量分数的增加,吸收波峰对应的频率向低频转移,当把含有不同MWCNTs质量分数的层合板叠加,测得叠加后的电磁屏蔽效能约等于单独每块层合板的电磁屏蔽效能之和,此时吸收波峰对应的频率随着层合板层数的增加向高频转移.