多壁碳納米管-聚醚醚酮復(fù)合材料的制備及其摩擦學(xué)性能.pdf

1、聚醚醚酮(PEEK)作為一種特種工程塑料，因其具有良好的熱性能、化學(xué)穩(wěn)定性和力學(xué)性能以及較高的使用溫度范圍，PEEK工業(yè)化生產(chǎn)之后，在電子工業(yè)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及交通運輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。然而純PEEK由于其較高的摩擦系數(shù)和粘接性，限制了PEEK在摩擦領(lǐng)域的應(yīng)用，因此，需要對PEEK進行改性增強PEEK的摩擦學(xué)性能，從而使其在摩擦領(lǐng)域中得到更廣泛的應(yīng)用。碳納米管(CNTs)作為一種納米材料，因其本身優(yōu)異的力學(xué)性能、熱性能及電學(xué)性能等，可作

2、為聚合物填料以改善基體材料的性能。因此，本文中探究了不同修飾方法得到的多壁碳納米管(MWCNTs)對多壁碳納米管/聚醚醚酮(MWCNT/PEEK)復(fù)合材料的熱性能、動態(tài)力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能產(chǎn)生的影響。
　　首先，利用H2SO4/HNO3(3∶1，v/v)的混酸對原始MWCNTs進行處理得到酸化MWCNTs。然后，分別利用1，6-己二胺、表面活性劑HTAB、硅烷偶聯(lián)劑KH550、對氨基苯磺酸和乙醇胺這五種不同的化學(xué)試劑對酸化MWCN

3、Ts進行進一步表面修飾。最后，以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為有機溶劑，采用溶液共混法初步制備了MWCNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的不同MWCNT/PEEK復(fù)合材料以探究不同修飾方法得到的MWCNTs與PEEK基體的相容性，并進一步制備了MWCNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％的不同MWCNT/PEEK復(fù)合材料探究其性能。本實驗比較系統(tǒng)地探究了不同修飾方法得到的MWCNTs的形貌、結(jié)構(gòu)、在不同溶劑中的分散性和與PEEK基體的相容性，并對不同MWCNT/P

4、EEK復(fù)合材料的表面形貌、熱性能、動態(tài)力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能等進行了表征測試。具體結(jié)論如下:
　　1.酸化MWCNTs自身發(fā)生團聚，利用上述五種不同的化學(xué)試劑對其進一步表面修飾后，MWCNTs自身分散性較酸化MWCNTs自身分散性得到明顯的改善。
　　2.對于不同的MWCNT/PEEK復(fù)合材料，對氨基苯磺酸修飾的MWCNTs在磺化PEEK中的分散性和乙醇胺修飾的MWCNTs在純PEEK基體中的分散性與原始MWCNTs、酸化MW

5、CNTs和其它三種化學(xué)試劑修飾的MWCNTs在PEEK基體中的分散性相比，分散效果更好。
　　3.PEEK基體中加入MWCNTs后，復(fù)合材料熱穩(wěn)定性有所提高，但不同MWCNT/PEEK復(fù)合材料的熱性能之間沒有明顯的變化。
　　4.不同改性方法得到的MWCNTs加入到PEEK基體中，MWCNT/PEEK復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)性能較純PEEK都有所提高，PEEK基體中加入乙醇胺修飾的MWCNTs后，復(fù)合材料的儲能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度