碳納米管増強(qiáng)聚酰亞胺文獻(xiàn)翻譯

酸和胺改性多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料的制備,及形態(tài)和性能的研究。銘源，陳馳M.馬*，姚宇林，徐蔣寬國(guó)立清華大學(xué)臺(tái)灣化學(xué)工程系，新竹30043，2006年6月27日收到;2006年12月4日修改稿;二零零六年十二月十三日接受；2006年12月27日可在線查閱.摘要聚酰亞胺的前聚體，聚酰胺酸，是通過4,4-二氨基二苯醚（ODA）與3,3，4,4二苯甲酮四羧酸二酐（BTDA）反應(yīng)制備的。未改性的、酸改性和胺改性的多壁碳納米管（MWCNT）被分別地單獨(dú)加入到聚酰胺酸溶液中，并加熱至300℃,從而制成聚酰亞胺/碳納米管復(fù)合材料。掃描型電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）的顯微照片表明，酸改性的多壁碳納米管和胺改性多壁碳納米管在聚酰亞胺基體中被均勻一致地分散開。通過對(duì)酸和胺改性的多壁碳納米管MWCNTS對(duì)多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料的表面和體積電阻率的影響進(jìn)行了研究。了解到該納米復(fù)合材料的表面電阻率ITES從1.28×1015Ω／㎝2（純聚酰亞胺），降到7.59×106Ω／㎝2（26.98wt％的未改性的多壁碳納米管含量）。除此之外，添加多壁碳納米管影響了納米復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。改性多壁碳納米管意義就是提高了納米復(fù)合材料的機(jī)械性能。多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度從102兆帕（純的聚酰亞胺）增加到134兆帕（6.98wt％酸改性多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料）。@2006Elsevier公司保留所有權(quán)利。關(guān)鍵詞：碳納米管，聚酰亞胺，形態(tài)學(xué)，電性能，熱性能，機(jī)械性能1、介紹自從S.Jima于1991年初步確定了碳納米管CNT的結(jié)構(gòu)[1],碳納米管（CNT）已經(jīng)激發(fā)了許多有趣的研究領(lǐng)域。碳納米管CNTS具有優(yōu)異的電[2]、機(jī)械[3]、熱和磁學(xué)性能[4]，低密度，高比表面積和高的化學(xué)穩(wěn)定性[5-7]。碳納米管/聚合物復(fù)合材料，包括如聚乙烯（PE）[8]、聚丙烯（PP）[9]、聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）、[10]聚酰胺[11]和聚氨酯[12,13]等基體已經(jīng)被研究。聚酰亞胺是一類因?yàn)榫哂懈叩臒岱€(wěn)定性良好的介電性能和耐化學(xué)穩(wěn)定性，而被人們所熟知的聚合物。聚酰亞胺已經(jīng)被應(yīng)用在復(fù)合材料和微電子產(chǎn)業(yè)[14]。碳納米管/聚酰亞胺納米復(fù)合材料是特別有趣的[15-21]。Zhu等人[22]，通過混合酸改性碳納米管與聚（酰胺酸）改性的多壁碳納米管（PAA）制備的碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料，這些化學(xué)接枝聚酰亞胺到碳納米管表面的方法大部分已經(jīng)報(bào)道過了[23?25]。曲等人，[23]接枝4，4-（六氟異丙烯）二酞酸酐/1,3-二（3-aminephenoxy）-苯聚酰亞胺到單壁碳納米管（SWCNT）和多壁碳納米管的表面MWCNT。在這項(xiàng)研究中，多壁碳納米管被使用混合酸（硝酸/硫酸）和胺改性。聚酰胺酸是通過4,4-二氨基二苯醚（ODA）與3,3，4,4-二苯酮四甲酸二酐（BTDA）反應(yīng)來制備的。未改性的和改性的碳納米管加入到聚酰胺，接著被加熱到接近300℃，以形成多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料。聚酰亞胺是通過4,4-二氨基二苯醚（ODA）與3,3，4,4-二苯酮四甲酸二酐（BTDA）反應(yīng)制備得來的，其表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和良好的機(jī)械性能。羧酸和胺基官能團(tuán)的作用就是用來改性多壁碳納米管。-COOH官能團(tuán)成型在酸改性的多壁碳納米管的表面上，-NH2官能成型在胺改性多壁碳納米管表面。該COOH和NH2在多壁碳納米管表面對(duì)聚酰亞胺有不同的作用。多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度隨著酸改性的多壁碳納米管（MWCNT）的含量增加而增加。然而，未改性的多壁碳納米管（MWCNT）/聚酰亞胺復(fù)合材料比已改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料具有更好的導(dǎo)電率。實(shí)驗(yàn)2.1、材料多壁碳納米管可以從中國(guó)深圳納米港公司得到，碳納米管CNT的直徑是40-60nm，長(zhǎng)度為0.5-40μm。ODA（己二酸異辛癸酯）和BTDA（二苯酮四羧酸二酐）可以從美國(guó)的堪薩斯州，特倫斯利伍德，克里斯健公司得到。乙二胺（EDA），可以通過Fairfield，OH，USA的蘭開斯特公司供給。99％純度的N，N-二環(huán)己基羰基-二酰亞胺(C13H22N2DCC)以，可以由美國(guó)的ACROS有機(jī)公司供給。2.2、聚酰亞胺的前體合成（聚酰胺酸）聚酰亞胺的前體（聚酰胺酸），是通過4,4-二氨基二苯醚（ODA）與3,3，4,4-二苯甲酮四酸二酐（BTDA）在室溫下攪拌3小時(shí)反應(yīng)制得的。其中4,4二氨基二苯醚（ODA）與3,3，4,4-二苯甲酮四酸二酐BTDA的摩爾比為1:1。2.3、酸改性的多壁碳納米管碳納米管是通過硫酸與硝酸的重量比3:2，并且把硫酸加入到硝酸中的混合酸再加入到多壁碳納米管中（其中混合酸與多壁碳納米管的重量比是400：1），在50℃下攪拌24小時(shí)，從而得到的酸改性多壁碳納米管[26]。多壁碳納米管酸處理之后，使用去離子水洗滌，過濾并在100℃下干燥。2.4、酸改性的多壁碳納米管的胺改性碳納米管經(jīng)過酸處理后具有-COOH基團(tuán)（在乙醇溶劑中），通過乙二胺EDA/二環(huán)己基碳（DCC）/四氫呋喃（重量比為20:20:1）溶液中處理，被進(jìn)一步功能化。在室溫?cái)嚢?8小時(shí)反應(yīng)，生成胺改性的多壁碳納米管[26]。2.5、多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料的制備在被倒入塑料盤之前，未改性或改性的多壁碳納米管分別被添加到的聚（酰胺酸）溶液中并且通過聲波降解法分散。把該多壁碳納米管/聚（聚酰胺基酸）溶液置于60℃烘箱中以除去溶劑，在被加熱到300℃前形成多壁碳納米管/聚酰亞胺薄膜。3、特性描述3.1。傅立葉變換紅外光譜傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）碳納米管的光譜范圍被記錄為400至4000㎝-1，是采用美國(guó)Nicolet阿凡達(dá)320FT-IR光譜儀，從美國(guó)Nicolet儀器公司，麥迪遜，威斯康星州，美國(guó)。將樣品涂布在CaF2板上并且在真空烘箱中于120℃的烘烤中干燥，然后將其進(jìn)行測(cè)試。最小的32次掃描的平均值與一個(gè)信號(hào)分辨率2㎝-1400-4000㎝﹣1的范圍。3.2。掃描電子顯微鏡多壁碳納米管/聚酰亞胺COM-的表面形貌是使用掃描型電子顯微鏡觀察的.（SEM）（JEOLJSM840A，日本）。3.3。透射電子顯微鏡透射電子顯微鏡（TEM），JEOL-2000FX（日本），被用來觀察多壁碳納米管/聚酰亞胺納米復(fù)合材料的形態(tài)。一個(gè)納米復(fù)合材料膜厚度為100nm微分音然后敷在200目銅網(wǎng)的透射電鏡上觀察。3.4、拉伸性能拉伸強(qiáng)度是使用英斯特朗電子拉力機(jī)Instron在室溫下進(jìn)行測(cè)試的，型號(hào)是4488。測(cè)試步驟是美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)ASTM-D882的。測(cè)試樣本尺寸是50毫米·5毫米·0.1毫米左右。十字頭速度為2mm/分鐘。最少每個(gè)共同位置進(jìn)行測(cè)試。要記錄平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。3.5、電性能表面和體積電阻率用ultraMesohmeterSM-8220測(cè)量，（DKKTOA公司，日本東京）。表面和體積的電阻率是使用一種40毫米·40毫米·0.1毫米的薄膜與碳膠連接。測(cè)試是用電壓為100V，當(dāng)前的電流，進(jìn)行30秒，其中溫度為25℃、相對(duì)濕度為50％。3.6。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）的測(cè)定是使用示差掃描熱量計(jì)（DSC）（TA儀器廠目DSCQ-10）。測(cè)試數(shù)據(jù)以10℃/min的升溫速度，由50℃升到350℃。至少每種組合物要進(jìn)行三個(gè)樣品的測(cè)試。圖1、未改性的多壁碳納米管紅外光譜（a），酸改性的多壁碳納米管（b）和胺改性的多壁碳納米管（c）。4、結(jié)果與討論4.1、傅里葉變換紅外光譜圖。1a顯示的是未改性的碳納米管FTIR紅外光譜，其特征波數(shù)為3000-2800㎝-1，相當(dāng)于-CH的伸展、特征波數(shù)為1711㎝-1相當(dāng)于C＝O伸展。紅外光譜FTIR的結(jié)果（-CH拉伸）表明多壁碳納米管包含缺陷，這中缺陷可能在加工成型過程中形成的。圖1b顯示酸改性的碳納米管的FTIR光譜：羧基官能團(tuán)拉伸（COOH）出現(xiàn)在1720㎝-1。圖表顯示在波數(shù)1610至1550㎝-1，1075至1010㎝-1，3000-2800㎝-1與3650-3000㎝-1是COO﹣非對(duì)稱拉伸的吸收峰，-OH的伯醇，-CH伸縮和-COO拉伸，分別地。圖1c顯示胺改性碳納米管紅外光譜：它的特征波數(shù)是3530-3400㎝-1相當(dāng)于-NH拉伸吸收量。酰胺基的N-H彎曲度是1633㎝-1和-COO拉伸度是1655㎝-1。紅外光譜表明，碳納米管被酸和胺成功的改性了。圖2是，多壁碳納米管的縮影照片。a是未改性的多壁碳納米管（50000*）b是酸改性的多壁碳納米管（50000*），c是胺改性的多壁碳納米管（50000*）。4.2、掃描電子顯微鏡圖2、顯示的是未改性的多壁碳納米管（圖2a）、酸改性的多壁碳納米管（圖2b）和胺改性的多壁碳納米管（圖2c）掃描電鏡顯微照片。所有的改性和未改性的多壁碳納米管是卷曲并且混亂的。然而，酸改性和胺改性多壁碳納米管的長(zhǎng)度比未改性的多壁碳納米管要短。圖3、（ab）純凈的聚酰亞胺的SEM顯微照片（a*50,000;b*10000）;（cd）是未改性的碳納米管復(fù)合材料聚酰亞胺（c*50,000;d*10,000）;（ef）是酸改性的碳納米管復(fù)合材料聚酰亞胺（e*50,000;f*10000）;（gh）是胺改性的碳納米管復(fù)合材料聚酰亞胺（g*50,000；h*10000）。圖。3顯示多壁碳納米管復(fù)合材料的掃描電鏡顯微照片。圖。3a和b顯示了純凈聚酰亞胺的橫截面掃描電鏡SEM顯微照片。很多空穴顯示分布在整個(gè)納米規(guī)模的疏松材料上，或許是在300℃條件下通過酰亞胺化除去溶劑時(shí)形成的。圖3的c和d顯示未改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料部分COMPOS-橫截面的SEM顯微照片。結(jié)果表明，未改性的多壁碳納米管已經(jīng)進(jìn)行了聚合。酸改性的多壁碳納米管和胺改性的多壁碳納米管被有效地分散在聚酰亞胺基體內(nèi)。比較圖3e和f和g和h顯示了酸改性的多壁碳納米管和胺改性的多壁碳納米管的掃描電鏡顯微照片是相似的。4.3、透射電子顯微鏡圖4顯示出了納米復(fù)合材料的TEM顯微照片。圖4a和b顯示的是未改性的多壁碳納米管-其含有直徑在30-60納米的顆粒在聚酰亞胺基體內(nèi)。所述納米顆粒來自無定形碳的雜質(zhì)，可通過酸處理除掉。據(jù)供應(yīng)商所說，未改性的多壁碳納米管大約包含近似3.2％的無定形碳。在我們以前的研究中[13]，未改性的多壁碳納米管用X射線XRD和電子差速鎖EDS為特征，沒有產(chǎn)生任何金屬信號(hào)。圖4b中顯示了大部分的納米顆粒沉積在碳納米管的表面上，其中的一些分散在整個(gè)聚合物基體內(nèi)。圖4C-F顯示沒有任何納米粒子在酸改性多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料基體內(nèi)。這些粒子可能是在酸改性時(shí)被去除。圖4c和d發(fā)現(xiàn)該酸改性的多壁碳納米管是直的，其中一些聚集成束，并且分散在聚合物基體內(nèi)。酸改性的多壁碳納米管的直徑為約20-30納米，小于未改性的多壁碳納米管（30-60納米）。由于混合酸腐蝕了多壁碳納米管，多壁碳納米管的長(zhǎng)度在酸改性后均減小。透射電子顯微鏡照片顯示，未改性的和酸改性的多壁碳納米管，是卷曲的并纏結(jié)多壁碳納米管表明多壁碳納米管在聚酰亞胺基體內(nèi)是直的。300℃下的亞酰胺化反應(yīng)可以改變未改性多壁碳納米管的結(jié)構(gòu)和酸改性的多壁碳納米管結(jié)構(gòu)。圖4e和f顯示的是卷曲和纏結(jié)在聚合物機(jī)內(nèi)的氨改性的多壁碳納米管。該氨基改性的多壁碳納米管的直徑大約為20-30納米，這比未改性多壁碳納米管小，并且類似于酸改性的碳納米管（20-30納米）。4.4、電性能多壁碳納米管具有高的縱橫比和π-鍵。電子設(shè)備將被轉(zhuǎn)移到整個(gè)碳納米管的π-鍵上。添加少量的碳納米管可顯著降低表面和體積電阻率[2]。圖5a顯示的是碳納米管的含量對(duì)該復(fù)合材料表面的電阻率的影響。納米復(fù)合材料的表面電阻率從1.28*1015Ω/㎝2（純聚酰亞胺），下降到7.59*106Ω/㎝2（6.98％（重量）未改性的MWCNT含量），2.53*109Ω/㎝2（6.98重量％酸改性多壁碳納米管）和2.07*107Ω/㎝2（6.98重量％的胺改性的多壁碳納米管）。圖5B顯示碳納米管含量對(duì)復(fù)合材料基體內(nèi)的電阻率的影響，納米復(fù)合材料體積電阻率從1.53*1017Ω/㎝2（純聚酰亞胺）下降到4.09*104Ω/㎝2（6.98重量％未改性的多壁碳納米管），2.66*107Ω/㎝2（6.98重量％酸改性的碳納米管）和1.73*107Ω/㎝2（6.98％重量胺改性多壁碳納米管）。SEM和TEM顯微照片表明，改性的多壁碳納米管比未改性的多壁碳納米管，在聚酰亞胺基體內(nèi)分散更好。但是，酸處理降低了多壁碳納米管的長(zhǎng)度，并增加了多壁碳納米管的缺陷，增加了電阻率[18]。胺改性多壁碳納米管比酸改性的多壁碳納米管更好的降低了聚酰亞胺的電阻率。透射電鏡顯微照片表明，胺改性的多壁碳納米管卷曲和糾纏在聚合物基體內(nèi)。圖4、（a,b)未改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料(6.98重量％)的TEM顯微照片（a*10,000，b*50000）;（c,d）酸改性多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料（c*10,000，d*50000）;（e,f）胺改性的多壁碳納米管復(fù)合材料聚酰亞胺（e*50,000，f*100,000）。胺改性的多壁碳納米管比酸改性多壁碳納米管分散更均勻。在聚合物基體中纏結(jié)的胺改性的多壁碳納米管可為電荷反應(yīng)提供通路。除此之外，酸改性的多壁碳納米管是直的，并且有些聚集成束，且分散在該聚合物基質(zhì)中。酸改性的多壁碳納米管電荷轉(zhuǎn)移途徑將被隔離，然而，酸改性的多壁碳納米管在C﹦?的基團(tuán)中形成氫鍵[27,28]，胺改性的多壁碳納米管可與聚酰胺酸反應(yīng)生成復(fù)合體[14,29]。半金屬碳納米管表面電性能，通過極性有機(jī)分子的吸附誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移決定的[30-32]。酸改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料的電阻率通過電荷轉(zhuǎn)移吸附聚酰亞胺分子引起而增加的，同時(shí)胺改性的多壁碳納米管的氨基不直接鍵合到多壁碳納米管上。氨基基團(tuán)將由脂肪族乙基鏈（-CH2CH2-）隔離開。胺改性的多壁碳納米管與其它氨基分子之間的相互作用，將不會(huì)直接影響電性能。當(dāng)胺改性的多壁碳納米管附著在聚酰亞胺分子上時(shí)，電荷不能轉(zhuǎn)移。此外，用酸改性和胺改性多壁碳納米管增強(qiáng)的復(fù)合材料，表現(xiàn)出不同的表面電阻率，其中4.76wt%的酸改性多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料表面電阻率為2.31*1013Ω/㎝2,6.98wt%胺改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料表面電阻率為6.58*1010Ω/㎝2;6.98wt%酸改性的碳納米管/聚酰亞胺表面電阻率為2.07*107Ω/㎝2;酸改性的和胺改性的多壁碳納米管將會(huì)提供相同的基體體積電阻率。胺改性的多壁碳納米管的氨基-NH2與聚酰胺酸反應(yīng)形成復(fù)合物/聚酰亞胺。剩余的聚酰胺酸中的-COOH，可以吸收水分，從而降低的電阻率。然而，因?yàn)?.76wt％和6.98wt％胺改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料表面電阻率均低于這些酸改性多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料，但其體積電阻都是相等的，水分子不容易擴(kuò)散到聚酰亞胺中去。圖5、碳納米管含量對(duì)多壁碳納米管/聚酰亞胺納米復(fù)和材料（A）表面電阻率和（b）體積電阻率的影響。4.5、拉伸性能多壁碳納米管/聚合物復(fù)合材料的機(jī)械性能依賴于多壁碳納米管與聚酰亞胺的吸引力。由于改性多壁碳納米管比未改性多壁碳納米管與聚酰亞胺有更大的吸引力，多壁碳納米管的改性顯著提高聚酰亞胺的拉伸性能。酸改性的多壁碳納米管上的-COOH基團(tuán)上的氫原子，可和PI分子的C=O鍵形成氫鍵[27,28]。因此，酸改性多壁碳納米管與聚酰亞胺基體的吸引力預(yù)計(jì)將超過的未改性的多壁碳納米管。此外，該胺改性的多壁碳納米管的氨基-NH2可與聚酰胺酸反應(yīng)，形成復(fù)合物[14,29]。它和聚合物基體比未改性的多壁碳納米管有更大的吸引力。酸改性的多壁碳納米管包含有比氫鍵更強(qiáng)的共價(jià)鍵。該聚酰亞胺的機(jī)械強(qiáng)度，可以通過加入少量的胺改性的多壁碳納米管方式而增強(qiáng)。然而，胺改性多壁碳納米管與聚酰胺酸的結(jié)合，以可降低其亞酰胺化反應(yīng)。聚酰胺酸PAA的機(jī)械強(qiáng)度小于PI且聚酰胺酸PAA比PI脆。加入更多的胺改性的多壁碳納米管到聚酰胺基體內(nèi)可能會(huì)影響聚合物的機(jī)械性能。圖6表示的是多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合體(純凈的聚酰亞胺)的拉伸強(qiáng)度從102兆帕增加到121兆帕（6.98wt%，未改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合體）、134兆帕（6.98wt％的酸改性多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料）和124兆帕（0.99wt％胺改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料）。然而，當(dāng)胺改性的多壁碳納米管的含量增加，且胺改性多壁碳納米管的含量為（6.98wt％），它的拉伸強(qiáng)度降低至110兆帕。圖六、碳納米管對(duì)多壁碳納米管/聚酰亞胺納米復(fù)合材料（a）拉伸強(qiáng)度（b）楊氏模量的影響。圖6、b表示的是多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料的楊氏模量從2.3的GPA（純凈的聚酰亞胺）增長(zhǎng)到3.2的GPA（6.98wt％未改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料）、3.7G帕（6.98wt％的酸改性多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料）和3.4GPA（0.99wt％胺改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料）。當(dāng)多壁碳納米管的含量小于0.99wt％，胺改性的多壁碳納米管提高的拉伸性能超過了酸改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料。然而，當(dāng)碳納米管含量超過2.44wt％時(shí)，酸改性的多壁碳納米管提高的聚酰亞胺的拉伸性能高于胺改性的多壁碳納米管。多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度（圖6中a）和楊氏模量（圖6b中）的比較。當(dāng)少量的胺改性的多壁碳納米管加入到聚酰亞胺機(jī)溶液中時(shí)，并且碳納米管含量低于2.44wt％時(shí)，其拉伸強(qiáng)度顯著地增加。然而，當(dāng)相同數(shù)量的未改性的或酸改性的多壁碳納米管加入到聚酰亞胺機(jī)溶液中時(shí)，其拉伸強(qiáng)度只是略有增加。當(dāng)少量的酸改性的或胺改性的多壁碳納米管加入到聚合物基體中時(shí)，它的楊氏模量顯著增加，但是當(dāng)加入相同量未改性的多壁碳納米管時(shí)，其楊氏模量?jī)H略有增加。當(dāng)大量的（超過2.44wt％）胺改性的多壁碳納米管加入溶液時(shí)，該復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度下降。當(dāng)大量（超過2.44wt％）的未改性或酸改性的多壁碳納米管加入溶液時(shí)，該復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度增加很快。即使超過4.76wt％的多壁碳納米管加入到復(fù)合材料，它的抗拉強(qiáng)度也幾乎保持不變。甚至當(dāng)2.44wt％的多壁碳納米管加入到復(fù)合材料，其楊氏模量仍保持不變。然而，當(dāng)多壁碳納米管含量超過4.76wt％，加入胺改性的多壁碳納米管比加入未改性的多壁碳納米管，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高的更快，但是楊氏模量正好與其相反。該結(jié)果表明，當(dāng)大量的胺改性的多壁碳納米管為加入到聚酰亞胺機(jī)體中，該復(fù)合材料變的易脆。表一多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg4.6、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）取決于聚合物的自由體積，它與填料和聚合物基體之間的親和力有關(guān)。掃描電鏡顯微照片表明，未改性的多壁碳納米管與聚酰亞胺基體有很小的吸引力，增加的自由體積超過了純凈的聚酰亞胺。酸改性和胺改性多壁碳納米管對(duì)聚合物基體的吸引力比未改性的多壁碳納米管都要好。酸改性的多壁碳納米管可與PI分子的C=O基團(tuán)形成氫鍵[27,28]。胺改性多壁碳納米管可與聚酰胺酸反應(yīng)以生成復(fù)合物[14,29]。聚丙烯酸PAA內(nèi)胺的共價(jià)鍵比氫鍵更牢固。胺改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg有望超過的酸改性的碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料。多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料的Tg值通過插式掃描量熱儀測(cè)量的，并歸總到表1中。純聚酰亞胺的Tg為281.12°C。當(dāng)0.99wt％未改性多壁碳納米管加入到基體中，Tg的略微下降。0.99wt％未改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺的Tg為278.57°C。當(dāng)未改性的多壁碳納米管含量為6.98wt％，Tg低至276.53℃。未改性的多壁碳納米管與聚酰亞胺的吸引力非常差;因此，當(dāng)復(fù)合材料的自由體積增加時(shí)，TG下降。酸改性多壁碳納米管和胺改性多壁碳納米管使聚酰亞胺復(fù)合物的Tg增加了。0.99wt％酸改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺的Tg是285.24°C。當(dāng)酸改性的多壁碳納米管的含量為6.98wt％，Tg降低到284.09℃。0.99wt％胺改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺Tg為289.40°C。當(dāng)胺改性的多壁碳納米管含量為6.98wt％時(shí)，Tg降低至285.87℃，或許因?yàn)榇罅康陌犯男缘亩啾谔技{米管降低了聚酰亞胺PAA的亞酰胺化。5。結(jié)論聚酰亞胺的前體就是聚酰胺酸的成功制備。透射電鏡和掃描電鏡顯微照片顯示，當(dāng)未改性的多壁碳納米管聚合時(shí)，酸和胺改性的多壁碳納米管被均勻分散在聚酰亞胺基體內(nèi)。在多壁碳納米管含量較高時(shí)，將未改性的多壁碳納米管與酸改性的多壁碳納米管和胺改性多壁碳納米管相比較，表明，胺改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺的電阻率比的酸改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺的電阻率要低。未改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺納米復(fù)合材料比那些改性的多壁碳納米管/聚酰亞胺納米復(fù)合材料的表面和體積電阻率要低。多壁碳納米管/聚酰亞胺納米復(fù)合材料的伸長(zhǎng)率可以通過改性多壁碳納米管。當(dāng)多壁碳納米管的含量較低時(shí)，胺改性的多壁碳納米管比酸改性的多壁碳納米管更容易提高聚酰亞胺的伸長(zhǎng)率。但是，當(dāng)MWCNT含量超過2.44wt％，這種關(guān)系正好是相反的。當(dāng)未改性的碳納米管加入到該聚酰亞胺中時(shí)，多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度會(huì)下降。當(dāng)酸或胺改性的多壁碳納米管用在酸改性的MWCNT（多壁碳納米管含量低于2.44wt％）和胺改性的MWCNT（多壁碳納米管含量低于0.99wt％時(shí)），玻璃化轉(zhuǎn)變溫度會(huì)增加。但當(dāng)酸改性和胺改性的多壁碳納米管含量增加時(shí)，Tg值下降。添加胺改性多壁碳納米管比添加酸改性的多壁碳納米管復(fù)合材料，Tg值增加更明顯。也許是因?yàn)榘犯男缘亩啾谔技{米管的氨基（-NH2）可以與聚酰胺酸反應(yīng)生成復(fù)合物[14,29]。酸改性多壁碳納米管的-COOH基團(tuán)的氫根原子可與PI分子C=?基團(tuán)反應(yīng)形成氫鍵[27,28]。胺改性的多壁碳納米管比酸改性多壁碳納米管更易降低聚酰亞胺的分子運(yùn)動(dòng)。然而，胺改性的多壁碳納米管和聚酰胺酸之間的鍵可降低亞酰胺化反應(yīng)和降低多壁碳納米管/聚酰亞胺復(fù)合材料的機(jī)械性能。鳴謝本工作由國(guó)家科學(xué)委員會(huì)支持，臺(tái)灣，合同號(hào)是93-2216-F-007-022。參考文獻(xiàn)[1]飯島S.螺旋微管的石墨碳。自然1991;56:354。[2]桑德勒?，謝弗M，普拉瑟T，BauhoferW，舒爾特K，溫德爾啊。用于在碳納米管的分散方法的發(fā)展環(huán)氧基體和所得到的電性能。聚合物1999;40:5967-71。[3]耿H，羅森R，鄭彬，下田H，弗萊明L時(shí)，劉金鐘。制造和聚的復(fù)合材料的性能（氧化乙烯）和官能化的碳納米管。高級(jí)母校2002年14:1387-90。[4]韓J.探索碳納米管的納米器件。書文摘，第215ACS全國(guó)會(huì)議，達(dá)拉斯，三月29日至4月2日;1998[5]Béguin酒店樓EhrburgerP.于碳納米管的特殊問題。碳2002年40:1619。[6]SubramoneyS.新型納米碳。結(jié)構(gòu)，屬性和潛在的應(yīng)用。高級(jí)母校1998;10:1157-73。[7]Yakobson商業(yè)智能，斯莫利稀土。富勒烯納米管：C1，000,000和超越?？茖W(xué)上午1997年85:324-30。[8]唐煒，SantareMH，阿德瓦尼SG。熔融加工和機(jī)械多壁碳納米管/高性能表征密度聚乙烯（多壁碳納米管/高密度聚乙烯）復(fù)合膜。碳2003;41（14）:2779-85。[9]蒙代爾S.碳納米纖維/管增強(qiáng)聚丙烯COMPOS-ITE：制備，性能和應(yīng)用。人造紡織品印度2003，46（9）:329-36。[10]賈Z，王征，徐超，梁建，魏斌，吳迪，朱學(xué)研究聚（甲基丙烯酸甲酯）/碳納米管復(fù)合材料。材料科學(xué)英，答：結(jié)構(gòu)體母校：道具M(jìn)icrostruct過程1999;A271（1-2）：395-400。[11]CadekM，樂FoulgocB，科爾曼劍南，巴倫V，桑德勒?，謝弗MSP，豐塞卡A，面包車居M，舒爾特K，布勞WJ。結(jié)構(gòu)和分子納米結(jié)構(gòu)的電子特性。AIP機(jī)密PROC2002年633:562-5。[12]關(guān)許蔣，馬陳馳M，張蔚萍，袁兆明，吳昕何，李包宗銘。合成，熱，mechan-多壁碳納米管的iCal和流變性能/水性聚氨酯納米復(fù)合材料。COMPOS科學(xué)技術(shù)2005年65:1703-10。[13]馬陳馳，黃俊元力，關(guān)旭江，邱一愕，順。制備和電磁干擾屏蔽字符新型碳nanotube/siloxane/poly-地球化學(xué)特征（脲聚氨酯）納米復(fù)合材料。?高分子科學(xué)：B部分：POLYM報(bào)2005;43:345-58。[14]威爾遜D，Stenzenberger高清，HergenrotherAM。聚酰亞胺。LON-不知道，紐約，美國(guó)：查普曼和霍爾，1990[15]Siochi埃米莉?，工作丹尼斯C，公園澈，Lillehei彼得·T，勞斯杰森H，ToppingaC晶，Bhattacharyyac奧雅納R，庫(kù)馬爾薩蒂什。熔融SWCNT的聚酰亞胺納米復(fù)