碳納米管修飾聚酰亞胺纖維增強(qiáng)磷酸基地質(zhì)聚合物力學(xué)性能和介電性能的研究.pdf

1、最近的研究表明，鋁硅酸鹽材料如偏高嶺土也可以通過(guò)磷酸激活來(lái)獲得一種被稱(chēng)為磷酸基地質(zhì)聚合物的新型地質(zhì)聚合物。它相比于傳統(tǒng)的堿激發(fā)地質(zhì)聚合物具有更好的力學(xué)性能，熱性能和介電性能，但是傳統(tǒng)地質(zhì)聚合物脆性大和抗沖性能差的缺點(diǎn)限制了其在很多領(lǐng)域的應(yīng)用。聚酰亞胺(PI)纖維作為一種高強(qiáng)度，耐高溫和低介電常數(shù)的高性能纖維，將其應(yīng)用到增強(qiáng)磷酸基地質(zhì)聚合物可以制備出一種新型的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合材料。本課題研究出一種使用碳納米管(CNTs)修飾PI纖維表面的新

2、方法，該修飾方法通過(guò)纖維表面堿處理，羧化改性后用酰氯官能化，然后與PEI進(jìn)行反應(yīng)，最后酰氯化的碳納米管接枝在PI纖維表面上。通過(guò)傅里葉變換紅外和X射線光電子能譜表征證實(shí)碳納米管被化學(xué)接枝到PI纖維的表面上，掃描電子顯微鏡觀察證實(shí)纖維表面被碳納米管均勻且密集地覆蓋。在纖維表面存在CNTs時(shí)，PI纖維的表面能和潤(rùn)濕性得到改善，這有助于增強(qiáng)PI纖維在作為增強(qiáng)纖維時(shí)與其他無(wú)機(jī)基質(zhì)的界面粘合性。本課題接下來(lái)研究了碳納米管修飾的PI纖維對(duì)磷酸基地質(zhì)

3、聚合物增強(qiáng)的作用，結(jié)果表明地質(zhì)復(fù)合材料得到明顯的增強(qiáng)，當(dāng)纖維的含量為1.5wt％時(shí)復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大。經(jīng)力學(xué)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在最佳纖維含量下，碳納米管修飾的PI纖維使磷酸基地質(zhì)聚合物的壓縮強(qiáng)度提高了91.3％，抗彎強(qiáng)度提高了284％，而原始PI纖維使磷酸基地質(zhì)聚合物壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別只提高了61％和174.4％。分析研究表明，經(jīng)過(guò)碳納米管對(duì)PI纖維表面的修飾，纖維和基體之間的摩擦力和粘附力得到提高，這會(huì)顯著提高從基體