碳納米管環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備與性能研究的中期報(bào)告

碳納米管環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備與性能研究的中期報(bào)告摘要該研究旨在制備碳納米管（CNTs）環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，并研究其性能。采用溶膠凝膠法制備純凈優(yōu)質(zhì)的碳納米管，然后將其加入到環(huán)氧樹脂中制備復(fù)合材料。通過(guò)掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、拉伸試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析等測(cè)試手段，研究了CNTs復(fù)合材料的微觀形貌和力學(xué)性能。研究結(jié)果表明，加入CNTs能夠顯著提高環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能，其強(qiáng)度、模量和熱穩(wěn)定性均有所提高。關(guān)鍵詞：碳納米管；環(huán)氧樹脂；復(fù)合材料；性能研究AbstractTheaimofthisstudyistopreparecarbonnanotube(CNT)epoxyresincompositematerialsandinvestigatetheirproperties.Pureandhigh-qualityCNTswerepreparedusingthesol-gelmethod,andthentheywereaddedtoepoxyresintopreparecompositematerials.ThemicrostructureandmechanicalpropertiesofCNTscompositematerialswerestudiedbyscanningelectronmicroscopy,transmissionelectronmicroscopy,tensiletest,compressiontest,dynamicmechanicalanalysisandothertestingmethods.TheresultsshowthattheadditionofCNTscansignificantlyimprovethemechanicalpropertiesandthermalstabilityofepoxyresin,andtheirstrength,modulusandthermalstabilityhavebeenimproved.Keywords:carbonnanotube;epoxyresin;compositematerial;performancestudy1.研究背景碳納米管是一種具有優(yōu)異性能的納米材料，因其具有高強(qiáng)度、高模量、高導(dǎo)電性、高熱導(dǎo)率等特殊性能而備受關(guān)注。由于其在材料科學(xué)、電子學(xué)、機(jī)械工程等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)于開(kāi)發(fā)新型碳納米管基復(fù)合材料的研究具有重要意義。而環(huán)氧樹脂作為一種常用的高分子材料，同樣被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)材料中。2.研究方法2.1碳納米管的制備采用溶膠凝膠法制備碳納米管。首先，將氧化鋁（Al2O3）和鈷（Co）混合溶液注入硅片孔中，并然后將硅片置于坩堝中進(jìn)行干燥。接著，將坩堝放置于石墨爐內(nèi)，并在700℃下熱解30分鐘，得到純凈優(yōu)質(zhì)的碳納米管。2.2CNTs復(fù)合材料的制備將碳納米管分散于丙酮中，并加入表面活性劑十二烷基硫酸鈉（SDS）進(jìn)行超聲處理30min，得到CNTs分散液。將環(huán)氧樹脂液加入CNTs分散液中，并在70℃下攪拌10min，制得CNTs復(fù)合材料。2.3性能測(cè)試采用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、拉伸試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析（DMA）等測(cè)試手段，研究CNTs復(fù)合材料的微觀形貌和力學(xué)性能。3.結(jié)果與討論3.1CNTs復(fù)合材料的形貌SEM和TEM測(cè)試表明，在CNTs復(fù)合材料中，CNTs呈現(xiàn)出優(yōu)異的分散性，在環(huán)氧樹脂基體中均勻分布。3.2CNTs復(fù)合材料的力學(xué)性能拉伸試驗(yàn)和壓縮試驗(yàn)測(cè)試表明，加入CNTs能夠顯著提高環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能。其強(qiáng)度和模量的提高分別為22.6%和31.7%。DMA測(cè)試結(jié)果表明，CNTs復(fù)合材料具有更高的熱穩(wěn)定性。4.結(jié)論通過(guò)制備CNTs環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，并對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)加入CNTs能夠顯著提高環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能，其強(qiáng)度、模量和熱穩(wěn)定性均有所提高。這為開(kāi)發(fā)新型碳納米管基復(fù)合材料提供了重要的數(shù)據(jù)支持。參考文獻(xiàn)[1]杜琳，張鵬，林正山，等.碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性能[J].真空,2017(6):135-139.[2]郝菲.碳