多壁碳纳米管杂萘联苯聚醚砜酮复合材料的制备及性能.pdf

冯学斌等：多壁碳纳米管／杂萘联苯聚醚砜酮复合材料的制备及性能 多壁碳纳米管／杂萘联苯聚醚砜酮复合材料的制备及性能。 冯学斌，廖功雄，张欣涛，宋媛，靳奇峰，蹇锡高 (大连理工大学化工学院高分子材料系，辽宁大连116012) 摘要： 采用溶液共混及原位复合法制备多壁碳纳 米管／杂萘联苯聚醚砜酮复合材料。通过扫描电镜观 l l 察材料的形貌，并对材料性能进行研究。对比两种方 砜酮比S K=1 法，结果表明通过原住复合法制备，碳管在基体中有较 0．63dL／g。 好的分散和界面结合，其力学性能和导电性优于溶液 2．2复合材料的制备 共混法制备的复合材料。当碳管含量为3％(质量分 2．2．1溶液共混法 数)时，原位复合材料的拉伸模量和强度分别为2．4 Q· GPa和107．6MPat其体积电阻率达到1．O×106溶剂中，加入PPESK搅拌溶解后，在玻璃板上铺膜。 cm，5％热失重温度提高了20℃． 60℃干燥8h后移至真空干燥箱100℃去除残余溶剂。 关键词：碳纳米管；=氮杂萘酮；聚醚砜酮；复合材料 2．2．2原位复合法 中图分类号：TB34 文献标识码：A 将MWNTs超声分散于环丁砜体系，加入单体 文章编号：1001-9731(2008)04—0687-03 过滤、水煮、干燥后，得到粉末样品，再溶于NMP铺 1 引 言 膜。 碳纳米管(CNTs)作为一种新型的准一维功能材2．3性能测试 料，具有密度小、长径比大、强度高以及类金属导电性 等优点[1q】．自1991发现以来[．]，其独特的结构，优脆断表面的形貌，测试前样品经喷银处理。力学性能 异的性能和巨大的应用前景吸引了各国科学家的兴 趣。其中CNTs作为导电填料和增强剂在聚合物复合 材料中的应用得到了极大的关注[5_7】。制备CNT／ polymer复合材料常见的方法包括溶液共混和熔融共测试，氮气环境，升温速率为20℃／rain． 混。这两种方法工艺简单已经得到了广泛的应用，但 3结果与讨论 CNTs易团聚一定程度限制了其性能的发挥。近几年 原位复合法成为制备CNTs复合材料的研究热点，并3．1断面形貌 被证明能够得到较好的CNTs分散。杂萘联苯聚醚砜 为了直观了解两种制备方法对MWNTs与基体 酮(PPESK)是本课题组自主研发的一种新型热塑性之间界面结合的影响，通过扫描电镜观察复合材料脆 高性能工程塑料，具有耐高温、可溶解、综合性能优异 断表面的形貌。图1(a)为原位复合法制备的样品。 的特点，是目前耐热等级最高的聚芳醚新品种。该聚 由图1可知MWNTs在材料中有充分的分散。这是 合物加工方式多样，是制备高性能复合材料非常理想 因为单体的体积较小，聚合前部分单体进入团聚 的新型基体选材[8】。本文通过溶液共混及原位复合两 MWNTs的内部，随着反应的进行，生成的聚合物对 种方法制备复合材料，考察了CNTs含量和制备方法 对材料性能的影响，并为将来开发新型高性能功能复 合材料提供实验基础和理论支持。 拉伸断裂的，而并非从基体中拔脱出来。图1(b)是溶 液共混法制备的样品，MwNTs与基体之间存在空隙， 2实验 说明MWNTs没有较好的润湿性，与基体界面结合较 2．1原料 差。 CNTs是采用化学气相沉积法制备的多壁碳纳米3．2力学性能 管(MWNTs)，平均直径100nm，经粉碎、酸处理、洗涤 图2对比