聚酰胺6-碳納米管復合材料的制備及性能研究.pdf

1、碳納米管(CNTs)自1991年被首次發(fā)現(xiàn)以來，以其優(yōu)秀的力學、電學、熱學等性能受到了廣大研究者的青睞。而關(guān)于通過在聚合物中混入CNTs以提高復合材料各項性能的研究，也成為重要的研究方向。而聚酰胺6(PA6)作為一種重要的高分子材料，具有力學性能好，應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點。從整體上看，通過添加多壁碳納米管(MWCNTs)來改變PA6的力學性能、熱學性能、結(jié)晶性能的研究較多，但其中大部分的研究中MWCNTs的添加量較少（通常小于2％），較低的M

2、WCNTs添加量不足以改善復合材料導電能力，而研究高MWCNTs添加量（2％以上）對PA6相關(guān)性能的影響的研究則較少，難以滿足導電改性的需要，其主要難點在于當MWCNTs質(zhì)量分數(shù)增大以后，難以實現(xiàn)其在PA6基體中的均勻分散。如何提高PA6中的MWCNTs質(zhì)量分數(shù)成為制約該類復合材料應(yīng)用的瓶頸。
　　本文采用熔融共混法，制備了一系列高質(zhì)量分數(shù)（最高達10％）的聚酰胺6/MWCNTs復合材料，使用SEM、DSC、TG、XRD、電導率測

3、試等測試手段對材料的微觀形貌、熱學性能、結(jié)晶性能以及導電性能進行了表征。研究表明，MWCNTs的加入提高了PA6的結(jié)晶度和結(jié)晶溫度，且導致了PA6結(jié)晶過程中結(jié)晶雙峰的出現(xiàn)，這些現(xiàn)象與MWCNTs的異象成核作用和其對PA6分子熱運動的影響有關(guān)。MWCNTs與PA6之間的分子作用力主要為范德華力，未能觀察到化學鍵的作用，較高摻雜比的MWCNTs對復合材料的熱穩(wěn)定性無明顯改變。MWCNTs的加入會使PA6的晶粒尺寸變大，且PA6的有序度與結(jié)晶

4、度上升，也驗證了MWCNTs在PA6結(jié)晶過程中起到的異相成核劑的作用。較高摻雜比的MWCNTs能極大提高復合材料的導電性能，當MWCNTs質(zhì)量比為10％時，復合材料的電導率可達14.29 S/m。
　　此外，為了利用上述PA6/MWCNTs的導電能力，本文采用溶液共混法配合注塑工藝，制備了包括PA6/MWCNTs、PA6/ GO、PA6/MWCNTs/GO在內(nèi)的一系列復合材料，希望結(jié)合MWCNTs的導電能力以及GO的塞貝克性能。制