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取向碳纳米管由于具有优异的力学性能、各项异性的光电性能等诸多奇特的特性,被广泛地应用于各个领域。然而,现有文献中报道的取向碳纳米管存在分散性差、界面结合性差、排列取向程度低、结构不可控及制备过程复杂等问题,大大限制了应用时其力学强度等性能的充分发挥。本文基于原子转移自由基聚合(ATRP)法和共沉淀法系统研究了磁性纳米粒子负载量可控的、同时具有一维与零维纳米粒子特征的MWCNT-Fe3O4纳米杂化体的制备,系统分析了磁场强度、磁性纳米粒子负载量、分散介质的粘度等因素对取向状态的影响规律,并对其磁致取向行为进行了量化表征与分析,提出了MWCNT-Fe3O4杂化体磁致取向的机理模型,最后研究了MWCNT-Fe3O4杂化体对复合材料的增强效应。 本研究基于ATRP法成功制备了MWCNT-PGMA,并对其形貌和结构进行了系统表征。首先依次得到了氨基化的MWCNT(MWCNT-NH2)和溴化的MWCNT(MWCNT-Br),最后使用ATRP在MWCNT表面接枝聚合物甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)得到聚合物改性碳纳米管(MWCNT-PGMA),且聚合物接枝量可控。通过热重分析仪(TGA)、元素表面分析(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对不同聚合物接枝量的MWCNT-PGMA上的聚合物分子量与接枝率进行定量表征。基于共沉淀法在MWCNT-PGMA表面负载磁性纳米粒子,磁性纳米粒子负载量可控,从而得到磁性纳米粒子负载量不同的MWCNT-Fe3O4杂化体。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)、元素表面分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)等表征测试手段将所得样品进行定性分析,定量表征磁性纳米粒子负载量。系统研究了磁性粒子负载量、磁场强度和分散介质黏度等因素与MWCNT-Fe3O4杂化体取向度的关联性,并基于二阶取向因子的分析方法对相对取向度进行了定量表征。并提出MWCNT-Fe3O4杂化体在磁场中的取向机理:MWCNT-Fe3O4杂化体受到的磁场作用与其拉伸运动受到的阻力达到平衡时取向最佳,而外加磁场的强度,磁性纳米粒子负载量、分散介质的粘度是MWCNT-Fe3O4杂化体达到平衡的决定因素。将MWCNT-Fe3O4杂化体应用于树脂基体中,树脂性能明显增强。