碳纳米管/环氧树脂涂层纱线力学与电学性能研究

发布时间：2024-03-25 01:50

　　碳纳米管(carbon nanotube,简称CNT)纱线由于其具有优异的电学性能和压阻传感特性以及可拉伸弹性,可以作为柔性电子器件以及传感器等,在诸多领域都具有广泛的应用前景。但CNT纱线由于其内部碳纳米管束间以及CNT间较弱的范德华力,多空隙且松散的结构,其拉伸力学、耐磨等机械性能较差而无法满足实际应用的需求。为了解决上述问题,本课题通过深冷处理改性增强碳纳米管纱线以及涂层复合的方法制备了碳纳米管/环氧树脂(CNT/Epoxy)涂层纱线,并通过添加氨基化碳纳米管(NH₂-CNT,简称N-CNT)改性涂层纱的性能,对其力学性能、导电性能和应变传感性能进行了系统的测试和分析。具体内容如下:首先,本课题采用在丙酮浸润深冷处理(-196℃,液氮)碳纳米管纱线的方式,调整了碳纳米管纱线的内部结构,并改善了其力学性能。当碳纳米管纱线经过丙酮浸润下深冷处理,13℃室温回温后,其内部碳纳米管束尺寸增大,拉伸强度达到156.64MPa,比原纱125.54MPa提高24.78%;杨氏模量为5.23GPa,比原纱4GPa提高了30.75%,其断裂伸长率相对稳定,电学性能也基本保持稳...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1碳纳米管的研究和商业化的趋势

图1-1碳纳米管的研究和商业化的趋势[8]Figure1-1TrendsinCNTresearchandcommercialization[8]米管的制备和应用，碳纳米管合成的三种方法主要有电弧放电法、激光烧蚀法和化学法采用固态碳源，可以形成结构比较完善的纳米管....

图1-2碳纤维表面沉积热解碳以及双喷化学气相沉积法径向生长CNT示意图

学硕士论文第一章效模式。最近，Feng等人[20]在碳纤维表面了沉积一层热解碳，再通沉积法沉积了一层径向垂直的碳纳米管，如图所示1-2所示，进一步合材料界面，大大提高了其抗弯强度、弯曲韧性、断裂韧性、抗压强面剪切强力。近年来，研究人员尝试多种方法利用碳纳米管修饰层间层合材....

图1-3三维复合材料制备纳米层结构示意图

合材料的界面和机械性能。Veedu等人[21]在碳化硅平纹织物表面m长的CNT阵列，并制备了环氧树脂复合织物，发现由于织物表T阵列,增强了复合织物层间断裂韧性。Garcia[22]和Blanco等人[2管阵列与碳纤维预浸料材料相结合，通过预浸料的粘性以及滚轮备的碳....

图1-4碳纳米管官能团功能化过程的示意图

1-4为碳纳米管官能团功能化过程的示意图[45]。加入官能团聚合物之管表面部分碳原子被激活。这些活性碳原子进一步与聚合物分子通过官。氧化反应是导致碳纳米管表面双键断裂并形成羧基的重要原因。一些化剂包括硝酸[46]，硫酸和硝酸的混合物[47,48]，硫酸和盐酸的混合物[4果导致....

本文编号：3938350