碳納米管（CNTs）-聚碳酸酯（PC）-聚乙烯（PE）復(fù)合材料的形態(tài)控制及結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、碳納米管(CNTs)具有良好機(jī)械的性能，彈性模量可達(dá)1TPa，與金剛石的彈性模量相當(dāng)，約為鋼的5倍；彈性應(yīng)變約5％，最高可達(dá)12％，約為鋼的60倍，而密度僅為鋼的1／6～1／7，因此廣泛地作為聚合物高效的增強(qiáng)材料。本論文使用CNTs對(duì)PC／HDPE微纖化共混物中的PC微纖相進(jìn)行填充增強(qiáng)，大部分CNTs都擇優(yōu)分布在PC微纖中，并沿微纖方向取向排列，從而獲得了力學(xué)性能更為優(yōu)異的PC／HDPE微纖化共混物。主要研究結(jié)果如下： (1)

2、CNTs在聚合物中的均勻分散是充分發(fā)揮CNTs增強(qiáng)效果的前提。我們使用溶劑法將CNTs均勻分散在乙烯．醋酸乙烯酯共聚物(EVA)母料中，然后將CNTs／EVA母料和PC經(jīng)哈克轉(zhuǎn)矩流變儀(Haake Rheomixer mixer)熔融共混制得CNTs／EVA／PC共混物，通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)CNTs仍均勻地分散在共混物。將溶劑法分散和熔融法分散相結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)CNTs均勻分散有效方法。因?yàn)槿軇┓軐?shí)現(xiàn)高含量CNTs在聚合物

3、中的均勻分散，熔融法能將含高含量CNTs母料均勻稀釋到聚合物。 (2) CNTs具有強(qiáng)烈的異相成核作用，能大大提高EVA聚合物的結(jié)晶起始溫度，同時(shí)卻降低了EVA的結(jié)晶速率(由半結(jié)晶時(shí)間表征)。這與以往文獻(xiàn)所報(bào)道，CNTs的加入能同時(shí)提高等規(guī)聚丙烯(iPP)結(jié)晶起始溫度和結(jié)晶速率有所不同，我們認(rèn)為這是由于本實(shí)驗(yàn)所使用的多壁碳納米管(MWNTs)具有較大的比表面積，在促進(jìn)EVA結(jié)晶成核的同時(shí)，又阻礙了EVA分子規(guī)整排列進(jìn)入晶格，從

4、而大大降低了EVA的結(jié)晶速率。 (3) 通過(guò)“熔融擠出-熱拉伸-脆冷”制備出CNTs填充增強(qiáng)的PC／HDPE 原位微纖化共混物 (CNTs reinforced in-situ PC/HDPE microfibrillar composites，CNTs-PC/PE MRC)，并在低溫(PE的加工溫度)制備測(cè)試試樣，系統(tǒng)研究了共混物的形態(tài)與機(jī)械性能。在PE加工溫度進(jìn)行試樣制備，有利于PC微纖形態(tài)的大量保存。大部分CN