碳納米管/環氧樹脂復合材料的研究 CNTs

環氧樹脂的性質

  雙酚A(即二酚基丙烷)型環氧樹脂即二酚基丙烷縮水甘油醚。在環氧樹脂中它的原料易得、成本低，因而產量大，用途廣，被稱為通用型環氧樹脂!例。其大分子的兩端是反應能力很強的環氧基，主鏈上有許多醚鍵，是一種線形聚醚結構，同時主鏈上還有大量的苯環、次甲基和異丙基。雙酚A型環氧樹脂的分子結構決定了它的性能有以下特點:

(1)是熱塑性樹脂，但具有熱固性，能與多種固化劑、催化劑及添加劑形成多種性能的固化物，幾乎能滿足實用要求;

(2)樹脂的工藝性能好，固化時基本上不產生小分子揮發物，可低壓成型，能溶于多種溶劑;

(3)固化物有很高的強度和粘結強度;

(4)固化物有較高的性和電性能;

(5)固化物有的韌性和性;

(6)主要缺點是性和韌性不高，耐候性差。

  環氧樹脂是一種環氧低聚物，與固化劑反應可形成三維網狀的熱固性塑料。環氧樹脂通常是在液態下成型，經常溫或加熱進行固化，終的使用目的。作為一種液態體系的環氧樹脂具有在固化反應過程中收縮率小，固化物的粘接性、性、耐化學藥品性以及機械性能和電氣性能的特點，是熱固性樹脂中應用較大的一個品種。但環氧樹脂作為材料使用，又有其自身的缺點，主要的缺點是韌性差(除部分品種外)及玻璃化轉變溫度不高。這些缺點可以通過環氧低聚物和固化劑的選擇，或采用合適的改性方法在程度上加以克服和改進。由于碳納米管的物理化學性質，將它和環氧樹脂復合，可環氧樹脂的各項性能，獲得性能得到的碳納米管/環氧樹脂復合材料。這種材料并不是有機相和無機相的簡單加和,而是由碳納米管和環氧樹脂在納米范圍內結合形成，兩相界面間存在較強或較弱的相互作用，它們的復合將實現集無機、有機、納米粒子的諸多性質于一體的新材料。在研究碳納米管對環氧樹脂性能的影響方面，己經取得了一些進展，有的甚至可以稱為突破。其中取得的主要進展有: 研究了用碳納米管的環氧樹脂的拉伸疲勞，發現其疲勞強度是碳纖維的環氧樹脂復合材料的疲勞強度的兩倍: 研究表明，由于碳納米管本身的柔韌性，在復合材料被時可以起吸收能量的作用，從而環氧樹脂的強度;把碳納米管分散在環氧樹脂中，發現復合材料的粘接性能隨碳納米管含量的增加而;發現使碳納米管充分分散在環氧樹脂中,才能獲得性能得到的復合材料;將表面沉積聚甲基丙烯酸甲酯的碳納米管與環氧樹脂復合，發現添加lwt%的碳納米管可使得環氧樹脂的斷裂強度11%，靜態模量21%:將表面接枝三乙烯四胺的多壁碳納米管與環氧樹脂復合，發現由于接枝了三乙烯四胺,碳納米管的團聚作用降低了,而且加強了碳納米管與樹脂的界面結合力:通過研究聚合物復合膜中碳納米管的斷裂行為，發現聚合物碳納米管界面的應力傳遞能力比碳纖維復合材料的應力傳遞能力高出10倍。

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