VGCF的表面處理及VGCF-SMPU復合材料性能的研究.pdf

1、形狀記憶聚氨酯(SMPU)因具有熱致形狀記憶特性而引起世界各國的極大興趣，自20世紀80年代以來迅速發(fā)展成為一種新型的功能材料。但由于其還存在著力學性能差特別是強度不高，耐熱、抗靜電等性能差的問題，且目前主要依靠加熱實現(xiàn)其形狀記憶特性，而熱致形狀回復存在著熱量不易定量控制、在某些特殊場合熱量無法到達受控部位等不足，限制了其進一步的應用。
　　 本文的目的是為了改善SMPU存在的不足，利用成本較低的氣相生長碳纖維(VGCF)優(yōu)良的

2、力學性能、電學性能和熱學性能，制備VGCF/SMPU復合材料，以期在提高SMPU力學性能的同時，不但可以提高SMPU的抗靜電性能，而且可以獲得電致感應形狀記憶功能，以擴大SMPU的應用范圍。
　　 由于VGCF/SMPU復合材料良好性能的發(fā)揮，必須建立VGCF在SMPU中的良好分散性。因此，為了制備具有良好復合效應的VGCF/SMPU復合材料，本文首先針對VGCF極易團聚及與樹脂基體界面結合能力較差的難題，通過分析比較后采用H2

3、O2-濃HNO3二步法對VGCF進行表面處理，并對表面處理前后VGCF的結構及性能變化進行了測試研究。發(fā)現(xiàn)經過二步法表面改性處理后VGCF的結構并未發(fā)生明顯變化，并且表面接枝了羧基、羥基等含氧基團，基團總量從未經處理VGCF的0.56wt％增加到9.7wt％；在溶劑中的分散性、分散穩(wěn)定性、在樹脂基體中的分散性及與樹脂基體的界面結合能力均得到一定程度的提高，表明本研究中采用的用H2O2-濃HNO3二步法對VGCF進行表面改性處理對制備VG

4、CF/SMPU復合材料具有有效性。
　　 通過對比分析，選擇了NMP作為溶劑，并采用溶液混合法制備了VGCF/SMPU復合材料。研究發(fā)現(xiàn)表面處理VGCF增強SMPU復合材料，其拉伸強度，儲能模量得到較大程度提高，當VGCF含量達12wt％時復合材料的拉伸強度比純SMPU提高了100.8％，拉伸彈性模量提高了519.8％；并在一定程度上提高了復合材料的熱穩(wěn)定性；SMPU復合表面改性處理前后的VGCF后，SMPU的結晶度均有一定的降

5、低，但經過表面改性處理的VGCF對SMPU的結晶度破化程度比未經處理的VGCF破壞程度?。籗MPU與表面處理的VGCF復合后，Tg有所提高，當VGCF含量達9wt％時復合材料Tg比純SMPU提高了15℃；表面處理VGCF增強SMPU復合材料的導電性比未處理VGCF增強SMPU復合材料有一定程度下降，表面處理VGCF含量為12wt％時復合材料電導率達0.147S/cm。
　　 VGCF與SMPU復合后，復合材料的形狀回復率隨著VG