高韧性和导电高密度聚乙烯纳米复合材料

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:yxsaisai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,碳纳米管因为其独特的结构成为了研究热点。凭借其一维管状结构以及优异的电学性能,碳纳米管在较低填充时就能极大地提高绝缘聚合物的电导率,使其成为制备导电高分子复合材料的理想填料。但是将碳纳米管填充入聚合物基体制备得到的导电复合材料会存在断裂韧性低的缺点。因此如何制备优异的导电性能和机械性能(特别是断裂韧性)的导电复合材料成为了关注的焦点。目前常用的塑料增韧剂主要是橡胶或者弹性体,虽然能够取得优异的增韧效果,但是同时也降低了材料的拉伸强度与弹性模量。本文使用碳纳米管作为导电填料填充高密度聚乙烯,并通过填充纳米碳酸钙提高了材料的断裂韧性与弹性模量。其中,纳米碳酸钙还起到了无机固体颗粒的体积排除效应,在保证材料高导电性的前提下将碳纳米管的含量降到最低。为了提高纳米碳酸钙在高密度聚乙烯基体中的分散性以及对材料的增韧效果,我们选用了经过硬脂酸处理的纳米活性碳酸钙并使用偶联剂对碳酸钙进行了表面处理。具体研究内容如下:1、对纳米碳酸钙使用了不同含量的偶联剂处理,制备了高密度聚乙烯/碳酸钙两相复合材料,并讨论了偶联剂用量和碳酸钙填充量对材料冲击强度的影响。结果发现在碳酸钙中偶联剂含量为3wt%、碳酸钙填充量为30wt%时复合材料的缺口冲击强度最高,约为基体冲击强度的2.9倍。2、制备了不同碳纳米管含量的高密度聚乙烯/碳纳米管两相复合材料。通过SEM表明,尽管有团聚现象的存在,大部分碳纳米管在基体中均匀分散,经过计算得出碳纳米管的逾渗阈值为2.5wt%。在碳纳米管含量处在2wt%到4wt%之间时,材料的电导率提高最多,达到10个数量级。碳纳米管的加入极大的降低了材料的断裂韧韧性以及断裂伸长率,当碳纳米管填充量为6wt%时,两相复合材料的冲击强度和断裂伸长率相比基体分别下降了34%和40%,但是材料的电导率提高了15个数量级。3、固定碳酸钙含量为30wt%,制备了高密度聚乙烯/碳酸钙/碳纳米管三相复合材料。结果表明,碳纳米管分散在碳酸钙颗粒之间的基体层中,无机固体颗粒碳酸钙的确起到了体积排除的作用。在任何碳纳米管含量下,三相复合材料的电导率都要高于单独填充碳纳米管的两相复合材料,并在碳纳米管含量为3wt%提升最多,达到了5个数量级。填充了30wt%碳酸钙后,复合材料的导电逾渗阈值降低到了1.5wt%。为了研究碳酸钙含量对材料电导率和冲击强度的影响,我们固定碳纳米管含量为3wt%制备了不同碳酸钙填充量的三相复合材料,结果显示材料的电导率随着碳酸钙含量的增加而持续提高;但是当碳酸钙填充含量为30wt%时,复合材料的冲击强度最高,继续增加碳酸钙含量使得复合材料的冲击强度大幅度下降。
其他文献
遗产归扣制度是一种极具社会价值的法律制度,在公平分配遗产、维护家庭和谐等方面起着重要的作用.本文将从遗产归扣制度的主体、客体、归扣免除、归扣方式等方面分析遗产归扣
生物成因气溶胶是大气气溶胶的一个重要组成部分,通过散射和吸收太阳辐射以及作为冰核(IN)和云凝结核(CCN)而影响全球气候变化,并对大气化学和物理过程有着潜在的影响;在大气中
刑事和解主要包含了犯罪预防、罪犯社会归复、冲突处理和社区调解.刑事和解制度之核心在于重视让加害人透过司法措施或恢复关系的会议向受害人表达悔意、请求饶恕,并作出物质
研究发现,采用不同材质和制作方法形成的印章具有不同的特征,这些特征为印章类型的判断提供了参考依据.要对印章类型进行深入探讨,必须首先了解其材质和制作方法,并对不同类
随着环境和能源问题日益严重,太阳能作为资源最丰富的可再生能源表现出了独特的优势和巨大的潜力。其中,量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)由于高理论光电转换效率和低生产成本,引起
技术的革新推动企业的发展,自主知识产权是企业技术革新的核心力量,是影响企业生存和发展的关键因素.然而,目前许多中小企业的知识产权保护的意识和能力相对薄弱,导致企业迟
在国家的大扶持和在内地兄弟省份的援助下,近年来西藏的社会经济与过去相比有了跨越式的发展,西藏的城市交通建设也取得了巨大成就.然而,随着当前西藏城市的过快发展,城市交
本文在阐述习近平关于领导班子加强党的政治建设的重要理论的基础上,从学习教育、服务师生、制度建设、监督检查等方面入手,分析习近平关于领导班子建设论述对高校二级学院领