【摘 要】
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本文的研究内容包括非平衡等离子体法制备纳米碳和碳材料(导电炭黑、碳纳米管)在聚合物中的应用,主要包括两个方面:(1)通过非平衡等离子体法制备纳米碳材料(导电炭黑、碳纳米管等)。
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本文的研究内容包括非平衡等离子体法制备纳米碳和碳材料(导电炭黑、碳纳米管)在聚合物中的应用,主要包括两个方面:(1)通过非平衡等离子体法制备纳米碳材料(导电炭黑、碳纳米管等)。利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪和拉曼光谱仪对纳米碳材料的形貌和结构进行表征。考察了不同放电电流、丙烷和载气流量对导电炭黑形貌和结构的影响。结果表明最佳条件下制备的纳米导电炭黑粒子呈球形、吸油值和比表面积都较高。将最佳条件下制备的导电炭黑作为导电颜料,添加到聚氨酯中制备导电涂料,并考察了导电涂料的导电性能、流变性能和力学性能。结果表明PU/CB涂层的体积电阻率随着导电炭黑含量的增加而降低,当导电炭黑添加量为2wt%时,达到复合涂料的导电阈值。此外,涂料的流变阈值和导电阈值大致相同。(2)通过等离子体法对碳纳米管进行表面改性,考察了碳纳米管在不同等离子条件下的改性效果。通过红外、拉曼、电镜和元素分析测试对改性后的碳纳米管进行表征。将表面接聚苯乙烯的碳纳米管添加到PP中,通过熔融共混方法制备PP/MWCNTs复合材料,考察了碳纳米管含量对复合材料力学性能的影响。结果表明表面接聚苯乙烯的碳纳米管在非极性溶剂中有较好的分散性。通过等离子体聚合改性可在碳纳米管表面引入一层有机聚合物,能增加碳纳米管与聚合物母体的兼容性。往PP中添加1%的改性MWCNTs时,复合材料的拉伸强度和杨氏模量分别增至70.99MPa和2833MPa。
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