论文部分内容阅读
尼龙66以其优良的性能,在纤维和工程塑料领域得到了广泛的应用,产量和需求量一直在稳步增长。随着世界经济的发展,各领域对材料提出更高更新的要求,尼龙66改性开发工作也呈现出如火如荼的趋势。碳纳米管自1991年日本学者Iijima发现以来,由于其具有独特的性能,如：高长径比、良好的力学、优异的电传导和热传导等性能,引起了人们的极大关注。近十年来,关于尼龙/碳纳米管复合材料的报道已不少,但有关尼龙66/碳纳米管复合材料的报道主要集中在对复合材料力学性能的研究,关于复合材料电学性能研究的较少。本文选取尼龙66为基体,采用多种方法对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行氧化处理和修饰,以提高碳纳米管在尼龙66中的分散性。用溶液共混法制备了PA66/多壁碳纳米管复合材料,并对各复合材料的电学性能、熔融和结晶行为、热降解行为和微观结构进行了系统表征,主要研究结果如下：1.采用多种方法对多壁碳纳米管进行氧化处理和修饰,分别用红外光谱、拉曼光谱和热重分析对碳纳米管的结构和性能进行了表征,用扫描电镜对碳纳米管的形态进行了观察。研究结果发现碳纳米管在硝酸和硫酸混合酸(V硝酸：V硫酸=1：3)中于110℃下冷凝回流2小时就可接枝上羧基；乙二胺在缩合剂N,N-二环已基碳酰亚胺(DCC)作用下可与碳纳米管上的羧基发生反应,反应12小时碳纳米管上即有氨基产生。酸化碳纳米管在氨水的作用下,在100℃回流2个小时,即可吸附HTAB, HTAB处理的碳纳米管,在水中静置1周不分层。2.利用溶液共混法分别制备了尼龙66/MWCNTs.尼龙66/酸化MWCNTs(尼龙66/r-MWCNTs)、尼龙66/胺化MWCNTs(尼龙66/f-MWCNTs)、尼龙66/十六烷基三甲基溴化铵修饰MWCNTs(尼龙66/H-MWCNTs)四个系列复合材料。3.对复合材料的导电性能测试表明,尼龙66/MWCNTs复合材料的体积电阻率和表面电阻率最大降低了10个数量级,体积渗流阈值在3.55wt%,表面渗流阈值在3.62wt%。尼龙66/r-MWCNTs复合材料的体积电阻率最大降低了9个数量级,表面电阻率最大降低了10个数量级,体积渗流阈值在3.40wt%,表面渗流阈值在3.49wt%。尼龙66/f-MWCNTs复合材料的体积电阻率最大降低了9个数量级,表面电阻率最大降低了10个数量级,体积渗流阈值在3.75wt%,表面渗流阈值在3.40wt%。尼龙66/H-MWCNTs复合材料的体积电阻率最大降低了9个数量级,表面电阻率最大降低了10个数量级,体积渗流阈值在3.51wt%,表面渗流阈值在3.54wt%。4.改性后的碳纳米管和超声处理提高了碳纳米管在基体中的分散程度,碳纳米管在基体构成了导电网络。碳纳米管使尼龙66的热分解温度升高,热稳定性提高。碳纳米管的加入使得尼龙66的熔程变大,熔融温度比纯尼龙66有所降低。复合材料的结晶峰均为单峰,结晶半高宽变大,改性后的碳纳米管提高了尼龙66的结晶温度。