《碳纳米管（CNTS）聚碳酸酯（PC）聚乙烯（PE）复合材料的形态控制及结构与性能》由会员分享，可在线阅读，更多相关《碳纳米管（CNTS）聚碳酸酯（PC）聚乙烯（PE）复合材料的形态控制及结构与性能（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、四川大学硕士学位论文碳纳米管( C N T s ) 聚碳酸酯( P C ) 聚乙烯( P E ) 复合材料的形态控制及结构与性能高分子科学与工程学院塑料加工工程专业研究生：黎沙泥指导教师：李忠明教授碳纳米管( C N l ) 具有良好机械的性能，弹性模量可达1 T P a ，与金刚石的弹性模量相当，约为钢的5 倍；弹性应变约5 ，最高可达1 2 ，约为钢的6 0倍，而密度仅为钢的l 6 1 ，7 ，因此广泛地作为聚合物高效的增强材料。本论文使用C N T $ 对P C H D P E 微纤化共混物中的P C 微纤相进行填充增强，大部分C N T s 都择优分布在P C 微纤中，并沿微纤方向取向
2、排列，从而获得了力学性能更为优异的P C H D P E 微纤化共混物。主要研究结果如下；( 1 ) C N T s 在聚合物中的均匀分散是充分发挥C N T $ 增强效果的前提。我们使用溶剂法将C N T $ 均匀分散在乙烯醋酸乙烯酯共聚物( E V A ) 母料中，然后将C N T s E V A 母料和P C 经哈克转矩流变仪( H a a k eR h e o m i x e rm i x e r ) 熔融共混制得C N T s E V A P C 共混物，通过扫描电子显微镜( S E M ) 观测发现C l N T 8仍均匀地分散在共混物。将溶剂法分散和熔融法分散相结合，是实现C N
3、 T $ 均匀分散有效方法。因为溶剂法能实现高含量C N T $ 在聚合物中的均匀分散，熔融法能将含高含量C N T 8 母料均匀稀释到聚合物。( 2 ) C N T $ 具有强烈的异相成核作用，能大大提高E V A 聚合物的结晶起始温度，同时却降低了E V A 的结晶速率( 由半结晶时间表征) 。这与以往文献所报道，C N r 8 的加入能同时提高等规聚丙烯( i P P ) 结晶起始温度和结晶速率有所不同，我们认为这是由于本实验所使用的多壁碳纳米管( M w N T s ) 具有较大的比表面积，在促进E V A 结晶成核的同时，又阻碍了E V A 分子规整排列进入晶格，从而大大降低了E V
4、 A 的结晶速率。( 3 ) 通过。熔融挤出。热拉伸脆冷”制备出C N T 8 填充增强的P C H D P EI堕塑鲞篁1 9 b m ) ，聚送墼堕( P C ) ，聚乙烯( P E ) 复合材料的形态控制及结构与性能原位微纤化共混物( C N T sr e i n f o r c e di n - s i t uP C H D P Em i c r o f i b r i l l a rc o m p o s i t e s ，C U T s - P C P EM R C ) ，并在低温( P E 的加工温度) 制备测试试样，系统研究了共混物的形态与机械性能。在P E 加工温度进行试样制
5、备，有利于P C 微纤形态的大量保存，大部分C N 您均选择性的分存在P c 微纤中，9 4 。- & ，。n 微纤方寓取宠排列。( 4 ) 通过“动态保压注射成型( d y n a m i ci n j e c t i o np a c k i n gn l o l d i n g ，D I P M ) “制备出C N T s 填充增强的P C H D P E 共混物，并在高温( P C 的加工温度) 制备测试试样，系统研究了共混物的形态与性能。D I P M 技术的使用不仅能有效地提高聚合物分子链取向程度，而且还能大大提高C N T s 在P C 中取向程度。关键词：碳纳米管，P C P
6、E ，共混物，形态，结构，性能：婴业盔兰堡主兰垒丝茎C a r b o nn a n o t u b e s P o l y c a r b o n a t e P o l y e t h y l e n e C o m p o s i t e s ：M o r p h o l o g i c a lm a n i p u l a t i o n ，S t r u c t u r e a n dP r o p e r t i e sC o l l e g eo fP o l y m e rS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n gS t u d e n t
7、：S h a - n iL iS u p e r v i s o r ：P r o f Z h o n g - m i n gL iW i t he x t r a o r d i n a r ym e c h a n i c a lp r o p e r t i e si n c l u d i n gY o u n g Sm o d u l u sv a l u e si nt h eo r d e ro f1 OT P 巩f i v et i m e sh i g h e rt h a nv a l u e so f s t e e l ( t h em o d u l u so f s
8、 t e e li sa p p r o x i m a t e l y0 2T P a ) ；af r a c t u r es 订a i no f5 1 0 ( t h el a r g e s ts t r a i na p p r o x i m a t e l y1 2 ，w h i c hi ss i x t yt i m e sl a r g e rt h a nf r a c t u r es t r a i no fs t e e l ) ；m u c hl o w e rd e n s i t y ( o n l yo n eo fs i x t ho f s t e e
9、l Sd e n s i t y ) 。a n dC a r b o nn a n o t u b e ( C N T )h a sb e c o m et h eh i g h - p e r f o r m a n c er e i n f o r c e m e n tf o rn e x tg e n e r a t i o np o l y m e rn a n o c o m p e s i t e s I nt h i sp a p e r , w er e p o r to u re f f o r t st oe m p l o yC N T sa sh i g hp e r
10、 f o r m a n c er e i n f o r c e m e n ti nP C P Em i e r o f i b r i U a rc o m p o s i t e s , w i t hm o s t 心4 “ T sl o c a l i z e da n do r i e n t e di ni n - s i t ug e n e r a t e dP Cf i b e r s ，w h i c hs i m u l t a n e o u s l yi n c r e a s es t r e n g t h , m o d u l u sa n dt o u
11、g h n e s so fs a m p l e sf r e eo fC N T s M a i nw o r ka n dc o n c l u s i o na r ea sf o l l o w s ：( 1 ) C a r b o nn a n o t u b e s ( C N T s ) a sr e i n f o r c e m e n ti np o l y m e rm a t r i c e sc a l lo n l yb ee f f e c t i v e l yu t i l i z e dw h e nu R i f o r i nd i s p e r s
12、 i o n sa r ea c h i e v e d S o l u t i o n - p h a s ep r o c e s s i n gi su s e dt op r e p a r et h eC N T E V A ( 2 0 8 0b Yw e i g h t ) m a s t e r b a t c hw i t hah i g hC N Tc o n t e n t C N T E V A P C ( 5 2 0 疗5b yw e i g h t ) c o m p o u n dw a sp r o d u c e db ym i x i n gC N T E V
13、 Am a s t e r b a t c hw i t hP Cb yaH a a k eR h e o m i x e rm i x e r , a n dS E M i m 昝s h o w st h a tC N T sa r es t i l lo f h o m o g e n o u sd i s p e r s i o ni nP Cp h a s e 。T h ep r e s e n tw a y , w h i c hc o m b i n e ss o l u t i o np r o c e s s i n ga n dm e Rm i x i n g , i sv
14、e r ye f f e c t i v ea n da p p l i c a b l ef o rC N Td i s p e r s i o ni np o l y m e rm a t r i x B e c a u s et h ef o r m e ri sc a p a b l eo fm) ；碳纳米管( C N T s ) ，聚碳酸酯( P c ) 僳乙烯( P E ) 复合材料的形态控制及结构与性能h o m o g e n e o u sd i s p e r s i o no f h i g hc o n c e n t r a t i o nC N T ，a n dt
15、h el a t t e ru s u a l l ya p p l i e st oh i 曲v o l u m ep r o d u c t i o n ( 2 ) C a r b o nn a n o t u b e sC a na c ta sn u c l e a t i n ga g e n t s ，a n dh e n c en o t i c e a b l y；n m a ”t h ea y , q t a l l i T a t i n nt e m n e r a t u r en f E V AH n w e v t h en v e r n l lt t r v q
16、 t n l i D * t i n nr a t e , c h a r a c t e r i z e db yh a l fc r y s t a l l i z a t i o nt i m e , o ft h eC N T E V Ac o m p o s i t ei sl o w e rt h a nt h a to ft h eE V A T h i si sr e s u l t e df r o mt h ec o n f m e m e n to fE V Ac h a i n s0 1 1t h es u r f a c e so fC N T sw h i c hw i t h h e l dt h eg r o w t ho fn u c l e i O u rr e s u l t sa r ed i f f e r e n tf r o mt h e s eo f C N T si n d u c e di s o t a c f
