磁致取向MWCNTs增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的性能表征及熒光性MWCNTs薄膜可控制備的研究.pdf

1、碳納米管的獨(dú)特一維結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的機(jī)械性能、電磁性能等特性，使其廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。然而，碳納米管因具有較大長徑比和相互間較強(qiáng)的范德華力而容易纏結(jié)，分散性差且基體界面結(jié)合差。大量研究表明，對碳納米管表面進(jìn)行有機(jī)改性且使其在基體中取向分布是實(shí)現(xiàn)提高其分散性和充分發(fā)揮其優(yōu)異特性的一個(gè)有效途徑。本文結(jié)合原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)法和化學(xué)共沉淀法對碳納米管進(jìn)行表面化學(xué)改性得到了磁性碳納米管(MWCNTs-Fe3O4)，并制備了磁致取向MWCNT

2、s-Fe3O4增強(qiáng)的環(huán)氧復(fù)合材料，系統(tǒng)研究了MWCNTs-Fe3O4含量及其取向狀態(tài)對復(fù)合材料力學(xué)性能、電性能等的影響機(jī)制，同時(shí)在熒光標(biāo)記的基礎(chǔ)上，利用真空抽濾法制備了熒光磁性碳納米管(F&M-MWCNTs)的取向薄膜，研究了不同工藝條件與F&M-MWCNTs取向薄膜結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性。
　　結(jié)合ATRP法和化學(xué)共沉淀法成功制備了MWCNTs-Fe3O4，進(jìn)一步在有無磁場的條件下分別制備了取向和無規(guī)分布MWCNTs-Fe3O4增強(qiáng)的環(huán)氧

3、復(fù)合材料。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、光學(xué)顯微鏡(OM)等表征手段研究發(fā)現(xiàn)，MWCNTs-Fe3O4在樹脂基體中具有優(yōu)異的分散性，其取向度隨含量而升高。同時(shí)沿取向方向，取向MWCNTs-Fe3O4/環(huán)氧復(fù)合材料力學(xué)性能和電性能均明顯高于無規(guī)分布MWCNTs-Fe3O4/環(huán)氧復(fù)合材料，顯示了取向MWCNTs-Fe3O4對環(huán)氧復(fù)合材料的顯著增強(qiáng)效應(yīng)。隨MWCNTs-Fe3O4含量增加，環(huán)氧復(fù)合材料的力學(xué)性能和電性能呈上升趨勢，這主要?dú)w因于

4、MWCNTs-Fe3O4在基體中的高度取向和形成的微網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能承載應(yīng)力轉(zhuǎn)移，且微網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的相互連接促進(jìn)導(dǎo)電性能。
　　選用熒光分子FTIC對MWCNTs-PGMA進(jìn)行熒光標(biāo)記，并結(jié)合ATRP法和化學(xué)共沉淀法成功制備了具有熒光和磁性的F&M-MWCNTs。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外光譜(UV)、熒光光譜(FM)及振動樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)等手段研究表明，F(xiàn)&M-MWCNTs呈現(xiàn)典型零維/一維結(jié)合的完