復(fù)合碳納米管流體的合成及其穩(wěn)定性和導(dǎo)熱強化機理研究.pdf

1、碳納米管具有質(zhì)輕、導(dǎo)熱性高等優(yōu)點，由其制備的納米流體是一類新型強化傳熱流體，在材料、機械、電子等等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。目前，阻礙碳納米管納米流體工程應(yīng)用的重大瓶頸之一是碳納米管與基液相容性差、難以分散成均勻懸浮液，產(chǎn)生團聚、沉淀，堵塞流通管道。因此，研究提高碳納米管流體的穩(wěn)定性和導(dǎo)熱率的工藝和機理，具有重要理論意義和應(yīng)用價值。
　　本文針對碳納米管與基液乙二醇（EG）相容性差，懸浮穩(wěn)定性差的問題，探索了一種通過在碳納米管的表面

2、接枝聚乙二醇支鏈，合成復(fù)合碳納米管的新方法。首先，通過配制濃硫酸與濃硝酸混合溶液處理碳納米管，制備表面功能化碳納米管；然后，通過在表面功能化碳納米管表面接枝聚乙二醇，得到復(fù)合碳納米管。并采用紅外光譜，掃描電鏡，熱重分析，XRD，比表面積和元素分析等等手段對復(fù)合碳納米管表面結(jié)構(gòu)，表面性質(zhì)，表面接枝有機物含量，晶型，比表面積及元素種類等進行表征。實驗結(jié)果表明：碳納米管表面成功接枝了聚乙二醇分子，其接枝量大于20％，粒徑增大約5-10nm。并

3、且，通過表面接枝沒有改變碳納米管的晶體結(jié)構(gòu)。
　　以合成的聚乙二醇原位接枝改性的復(fù)合碳納米管和乙二醇為原料，制備了乙二醇基復(fù)合碳納米管流體。采用熒光顯微鏡，觀察到復(fù)合碳納米管能夠較好地分散在基液乙二醇中；采用旋轉(zhuǎn)流變儀分析其流變特性；采用導(dǎo)熱率測試儀測試其導(dǎo)熱率和穩(wěn)定性。實驗結(jié)果表明：復(fù)合碳納米管納米流體的穩(wěn)定性和導(dǎo)熱率得到顯著增強。其導(dǎo)熱率增強率隨體積分數(shù)的增加而升高，并且隨溫度升高而顯著提高，粘度隨溫度升高而明顯降低。分析復(fù)合