MWCNTsHDPE復(fù)合體系的機(jī)械性能和熱性能研究

材料成型及控制工程論文，論文編號(hào):JX1375  論文字?jǐn)?shù):16876.頁(yè)數(shù):35

摘     要
    碳納米管作為一種獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)材料，具有出眾的物理性能和機(jī)械性能，比如極高的彈性模量、優(yōu)異的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，這使其成為復(fù)合材料設(shè)計(jì)關(guān)注的焦點(diǎn)。
 本論文利用CNTs的優(yōu)良性質(zhì)，制備了多壁碳納米管(Multi Wall Carbon Nanotube,  MWCNT)填充高密度聚乙烯(High Density Polyethylene, HDPE)復(fù)合材料，研究了該復(fù)合材料的機(jī)械性能和熱性能。結(jié)果表明，碳納米管的填充可以提高HDPE的屈服強(qiáng)度，4 wt%～10 wt%為復(fù)合體系屈服強(qiáng)度明顯改善的碳納米管填充濃度范圍，填充量在4 wt%和10 wt%時(shí)較純的HDPE屈服強(qiáng)度分別提高了1.6%和11%；wt%～8 wt%為復(fù)合體系沖擊韌性明顯改善的填充濃度范圍，碳納米管含量在8 wt%時(shí)該復(fù)合體系的沖擊強(qiáng)度僅為純HDPE的28.4%；碳納米管的填充量在2 wt%以下時(shí)對(duì)HDPE結(jié)晶溫度的改性較為理想，填充量為2 wt%時(shí)較純的HDPE結(jié)晶溫度升高了2.29 ℃；而MWCNTs的填充對(duì)HDPE的熔點(diǎn)影響并不是非常明顯。
關(guān)鍵詞：多壁碳納米管 HDPE 熱學(xué)性能 機(jī)械性能

Abstract
 Carbon nanotubes (CNTs) are unique nanostructured materials with remarkable physical and mechanical properties, such as high elastic modulus, as well as remarkable thermal and electrical conductivity,making them a very attractive candidate in composite material formulations.
 In this paper，High Density Polyethylene (HDPE) matrix composites filled with Multi Wall Carbon Nanotube (MWCNT) were prepared,studied the mechanical and thermal properties of MWCNTs/HDPE Composites.The results show that, HDPE filled with carbon nanotubes can improve the yield strength, for the composites filled with carbon nanotubes，4 wt% ~ 10 wt% is the Significant scope for improvement, 4 wt% and 10 wt% improved the yield strength 1.6% and 11%, respectively;as to the impact strength ,wt% ~ 8 wt% is the reasonable scope for improvement,when the content is 8 wt%,the impact strength only 28.4% to pure HDPE .Carbon nanotubes filled in below the 2wt% is the ideal content to improve the crystallization temperature，when filled with 2wt% ,the temperature increased 2.29 ℃;while, it dosen’t make obvious difference to the melting point with filling of MWCNTs.
Keywords: Mutiwalled nanotubes ;HDPE; Mechanical properties; Thermal properties

目  錄
摘     要 ⅰ
Abstract ⅱ
目  錄 ⅲ
第一章  緒論 1
1.1  引言 1
1.2  碳納米管簡(jiǎn)介 1
1.2.1  碳納米管的性能 2
1.2.2  碳納米管的制備 4
1.3  聚合物-碳納米管復(fù)合材料 4
1.3.1  聚合物-碳納米管復(fù)合材料研究進(jìn)展 4
1.3.2  聚合物-碳納米管復(fù)合材料制備方法 6
1.3.3  聚合物-碳納米管復(fù)合材料中存在的問(wèn)題 8
1.4  課題的提出 9
第二章  MWCNTs/HDPE復(fù)合體系的機(jī)械性能 10
2.1  拉伸試驗(yàn) 10
2.1.1  原料與儀器 10
2.1.2  測(cè)試樣品的制備 10
2.1.3  拉伸樣品及測(cè)試工藝條件 12
2.1.4  結(jié)果與討論 14
2.2  沖擊性能 16
2.2.1  原料與儀器 16
2.2.2  測(cè)試樣品制備 16
2.2.3  樣品沖擊測(cè)試 17
2.2.4  試驗(yàn)結(jié)果及討論 18
第三章  MWCNTs/HDPE復(fù)合體系的熱性能 20
3.1  實(shí)驗(yàn)部分 20
3.1.1  原料與儀器 20
3.1.2  測(cè)試樣品的制備 20
3.1.3  MWCNTs/HDPE復(fù)合體系熱性能測(cè)試 20
3.2  結(jié)果與討論 23
第四章  結(jié)  論 27
4.1  本文的結(jié)論 27
4.2  展望 27
參考文獻(xiàn)： 28
致  謝 31