一种弱磁场诱导的有序化碳纳米管/环氧树脂复合材料及其制备方法

地区:上海市 宝山区

关键词:桂林电子科技大学

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000003776

成果描述:

近年,碳纳米管(CNTs)在许多领域应用中获得重大突破,同时也在许多高科技领域表现出更多潜在的应用,如生物工程、材料科学、催化化学、物理化学、生物化学等领域,因此CNTs 被认为是新型纳米复合材料的理想添加相,并且成为纳米科学研究中的一个新热点。碳纳米管有很高的长径且相互之间有较强的范德华力而容易集结和团聚,造成其在聚合物基体中缺乏很好的分散,如何使碳纳米管在聚合物基体良好分散而获得优异的综合性能是该领域的研究热点之一,也是现有研究和技术的主要内容。另一方面值得注意的是,自由随机取向的CNTs填充到聚合物中并没有充分发挥出理想的应用效果。与随机取向的CNTs相比,排列有序的碳纳米管可表现出很多优异的性能及功能特性,如可以形成更加优异的导电网络通道,可以实现良好的载荷传递,从而进一步大大提高CNTs/聚合物复合材料的性能。因而对碳纳米管进行排列取向的研究越来越受到人们高度的重视,并有了一定的研究进展,但仍处于初步阶段。该发明提供了一种有序排列碳纳米管/环氧树脂复合材料及其制备方法,其特征是:所用碳纳米管为至少负载有铁、钴、镍和四氧化三铁纳米粒子其中一种的碳纳米管,先用机械搅拌和超声波方法将1~15质量份的上述碳纳米管借助溶剂分散在100质量份的环氧树脂中,加热除掉溶剂后再加入10~50质量份的胺类固化剂并进一步混合均匀,真空除泡后将混合物浇注到置于强度为0.15~1.0特斯拉的磁场中的模具中,在室温下固化0.5~1h后,将模具从磁场中取出,在室温~120℃继续固化4~24h。该发明所提供的制备方法具有工艺简单、高效、成本低廉,所得产品有序化碳纳米管/环氧树脂复合材料具有优异的综合性能。该发明所提供的一种弱磁场诱导的有序化碳纳米管/环氧树脂复合材料及其制备方法其优点在于:该发明采用环氧树脂为基体,它是一种优异的热固性树脂,用途广泛,其加工流动性好,有利于碳纳米管的磁场有序排列,且固化工艺更加简单,效率更高。所制备的有序化碳纳米管/环氧树脂复合材料具有优异的综合性能,应用领域更加广泛;碳纳米管获得更加容易,不局限于负载四氧化三铁粒子的碳纳米管,还可以采用负载铁、钴、镍粒子的碳纳米管;磁场获得更加便捷,不局限于永磁体,还可以采用直流电磁场,磁场强度调节更加方便;由于该发明所需磁场强度较低,对设备要求低,工艺简单,成本低廉。
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