三明治结构多壁碳纳米管/聚醚醚酮电磁屏蔽复合材料的制备

以聚醚砜(PES)为黏结剂, 多壁碳纳米管(MWCNTs)为芯层, 聚醚醚酮(PEEK)薄膜为皮层, 制备了具有 三明治结构的MWCNTs/PEEK电磁屏蔽复合材料. 研究结果表明, 将适量的黏结剂PES引入到MWCNTs芯 层中, 当芯层层数增加到3层时, 复合材料的平均厚度仅有0.28 mm, 其密度、 拉伸强度、 5%热失重温 度(T_d,5%)、 导电率、 电磁屏蔽值及比电磁屏蔽值分别可以达到1.349 g/cm³, 80 MPa, 581.8 ℃, 2.6 S/cm, 32 dB及115 dB/mm, 是一种质量轻、 厚度薄、 机械性能好且电磁屏蔽性能高的复合材料. 其优异的综合性能主要归因于在三明治结构MWCNTs/PEEK复合材料的制备过程中, 在碳纳米管芯层中引入适量的聚醚砜作为黏结剂可以改善芯层内部碳纳米管之间及芯层与聚醚醚酮皮层之间的界面作用, 有利于芯层及芯层与皮层黏结成一个整体, 从而提高复合材料的机械性能; 同时, 芯层中碳纳米管互相搭接成密集导电网络又可以使得复合材料拥有较高的电磁屏蔽性能.     

具有隔离结构的导电高分子复合材料的研究进展

导电高分子复合材料(Conductive Polymer Composites,CPCs)研究的重点和热点之一是如何控制导电粒子的分布,有效降低CPCs逾渗值,提高CPCs综合性能,其中具有隔离结构的CPCs因能大大降低复合材料的逾渗值而受到研究者的广泛关注。本文综述了制备隔离结构CPCs的方法,包括机械共混法、溶液共混法、乳液法等,分析了此类材料具有较低逾渗值的机理,总结了此类材料对温度、溶剂等外场的响应规律。根据复合材料微观结构指出提高此类材料力学性能是推进此类材料应用的关键。     

熔体自由基反应法制备聚丙烯/碳纳米管复合材料

以2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧基）己烷（DHBP）在聚丙烯体系中引发形成自由基,以二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）调控自由基反应,通过熔融共混一步法制备了共价接枝的聚丙烯/碳纳米管（PP/CNTs）复合材料。 通过拉曼光谱和透射电子显微镜证明发生了共价接枝反应,并研究了PP/CNTs的结晶性能、热性能与力学性能。 结果表明,发生共价接枝的PP/CNTs与未接枝的PP/CNTs及PP相比,其结晶温度分别提高了2.6和12.0 ℃,热分解温度T5%分别提高了6.4和34.8 ℃,其拉伸强度和拉伸模量略有提高,冲击强度分别提高了56.7%和58.1%。     

NiCF/ABS复合材料的制备及电磁屏蔽效能研究

探讨了碳纤维(CF)表面镍金属的化学镀工艺,制备了镀镍碳纤维(NiCF),采用密炼工艺制备了ABS基体复合材料,研究了CF和NiCF含量对复合材料的导电性能及电磁屏蔽效能的影响。结果表明:采用化学镀的方法在碳纤维表面镀覆了金属镍,所形成的镀层均匀致密;镀覆时间为5min时,镀镍后的碳纤维电阻率降低两个数量级;复合材料电阻率随CF、NiCF含量的增加而逐渐减小;复合材料电磁屏蔽效能随CF、NiCF含量的增加而逐渐增加,当NiCF含量为25%(wt)(约13.3vol%)时,电磁屏蔽效能最高可达51dB。     

乙烯-乙烯醇共聚物/碳纳米管复合发泡材料的电磁屏蔽性能研究

选用高机械强度和耐气候性乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)作为基体,添加高效导电填料多壁碳纳米管(MWCNTs),同时为了进一步提高材料性能,添加了聚醚多元醇(EOPO)与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸(MDI)的共聚物.采用绿色环保的超临界二氧化碳发泡法制备EVOH/MDI-g-EOPO/MWCNTs纳米复合发泡材料,结果表明在EVOH/MDI-g-EOPO/MWCNTs复合材料中引入多孔结构,利用多层界面反射-吸收电磁波,比电磁屏蔽性能提升270%.通过调控MWCNTs体积含量与泡孔结构,当MWCNTs体积含量达到2.7 wt%时,EVOH/MDI-g-EOPO/MWCNTs复合发泡材料在X波段(9～12 GHz)表现出优异的比电磁屏蔽效能(41.76 dB·cm³/g).     

聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的热性能和流变性能

用熔融共混法制备了聚丙烯多壁碳纳米管(PP MWNTs)复合材料,TGA研究表明在氮气气氛下碳纳米管显著增加了聚丙烯基体的热稳定性.3wt%MWNTs可使PP热分解起始温度提高44℃.非等温结晶研究表明MWNTs对PP基体的结晶行为没有明显的影响.流变测试结果表明PP MWNTs复合材料的储能模量G′和损耗模量G″随着MWNTs含量增加逐渐增大.1wt%MWNTs的PP聚合物的零剪切粘度最低,5wt%MWNTs的PP聚合物的零剪切粘度最高,PP和3wt%MWNTs的PP纳米聚合物的零剪切粘度居于二者之间,随着频率的增加,剪切稀化作用越来越明显,呈现出假塑性流体行为.含5wt%MWNTs的PP复合材料的体积和表面电阻率与纯PP相比分别下降了9个和4个数量级,表明少量的MWNTs可以显著改变PP的电学性能.     

碳纳米管/聚合物基柔性电磁干扰屏蔽复合材料研究进展

当今,柔性可穿戴电子设备、航空航天等领域的快速发展对柔性、轻质电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)屏蔽材料的需求不断增加,碳纳米管/聚合物基复合材料因具有柔性好、质量轻、导电性和机械稳定性优异、EMI屏蔽效能可调等优点而备受关注。本文介绍了电磁屏蔽机理,对碳纳米管的分散方法和碳纳米管/聚合物基柔性EMI屏蔽复合材料的制备方法进行了对比总结,综述了碳纳米管/聚合物基柔性EMI屏蔽复合材料的研究进展。最后,提出了碳纳米管/聚合物基柔性EMI屏蔽复合材料亟待解决的关键科学问题,并对其未来发展趋势进行了展望。     

功能化碳纳米管的电磁性能研究及进展

碳纳米管是最近发展起来的一种结构独特,性能优异的新材料,已成为当今物理、化学、材料等领域共同关注的课题.而碳纳米管的功能化更是为我们开辟了一个广阔的研究领域.本文总结了近十多年来功能化碳纳米管的研究进展,并侧重对功能化碳管的合成方法及电磁特性以及应用进行了评述.     

纳米镍-铁合金/膨胀石墨复合材料的制备、表征及其电磁屏蔽性能

The composites with nano-particles of Ni-Fe alloys dispersed on the nano-layers of expanded graphite (EG) were prepared by the impregnation of EG with ethanol solutions of nickel and iron acetates， followed by drying and reduction in H₂. The square nano-particles of Ni-Fe alloys with particle sizes of mainly 20～40 nm were found to be well spread on the layers of EG. The alloy nano-particles exhibited high shielding effectiveness (SE) for electromagnetic radiations at low frequencies due to their high magnetic conductivity. Since EG is electronically conductive and displayed high SE at high frequencies， the composites exhibited good SE at wide range of frequencies. The electric and magnetic conductivities of the composites could be monitored through regulating the loadings of alloy nano-particles on EG， and it was found that the composites with 20%～40% of the alloys exhibited good SE. Specifically， the composite 27%Ni-3%Fe-EG showed the excellent SE from 66 to 110 dB at the frequencies from 300 kHz to 1.5 GHz.     

填充碳纳米管/石墨的复合型电磁波屏蔽膜

介绍一种填充碳纳米管/石墨的复合型电磁波屏蔽膜的组成、制备及其耐老化性能,实验发现：当碳纳米管/石墨的配比为1/7～1/2、有机聚合物/导电填料的配比为29.6/70.4～32.4/67.6时,该屏蔽膜具有最佳的电性能、屏蔽性能和加工性能,且在一定条件下具有负的温度系数。用多层结构模型讨论了该屏蔽膜的导电性,并与铜、镍蒸发膜的屏蔽特性进行了比较。     

多壁碳纳米管/聚乙烯复合材料的制备及其导电行为

多壁碳纳米管/聚乙烯复合材料的制备及其导电行为;碳纳米管;高密度聚乙烯;渗流阈值;导电行为;V-PTC特性     

碳纳米管/聚丙烯腈原液的制备及可纺性

通过原位聚合的方法制备了碳纳米管／聚丙烯腈复合材料原液,并采用湿纺成型工艺制得碳纳米管／聚丙烯腈复合材料纤维。与共混工艺相比较,采用该方法制得的碳纳米管／聚丙烯腈复合材料碳纳米管在聚丙烯腈基中分散均匀,具有较好的可纺性。     

氧化铝/碳纳米管复合材料的制备及表征

采用聚乙烯醇对碳纳米管表面进行改性，通过化学沉淀法将Al(OH)₃均匀沉积在碳纳米管表面，然后在氮气气氛下于500 ℃煅烧2 h，制备出氧化铝/碳纳米管复合材料。采用TEM、TG、DTA、XRD、IR、氮吸附脱附(比表面积及孔结构分析)等对氧化铝/碳纳米管复合材料进行表征，结果表明:未经聚乙烯醇改性的碳纳米管，氧化铝与碳纳米管相互分离;经聚乙烯醇改性的碳纳米管，氧化铝与碳纳米管结合良好。经聚乙烯醇改性的碳纳米管表面均匀覆盖一层聚乙烯醇膜，通过聚乙烯醇的吸附作用， Al(OH)₃沉积在碳纳米管表面形成一层连续的覆盖层。     

Carbon Papers from Tall Goldenrod Cellulose Fibers and Carbon Nanotubes for Application as Electromagnetic Interference Shielding Materials

To transform tall goldenrods, which are invasive alien plant that destroy the ecosystem of South Korea, into useful materials, cellulose fibers isolated from tall goldenrods are applied as EMI shielding materials in this study. The obtained cellulose fibers were blended with CNTs, which were used as additives, to improve the electrical conductivity. TGCF/CNT papers prepared using a facile paper manufacturing process with various weight percent ratios and thickness were carbonized at high temperatures and investigated as EMI shielding materials. The increase in the carbonization temperature, thickness, and CNT content enhanced the electrical conductivity and EMI SE of TGCF/CNT carbon papers. TGCF/CNT-15 papers, with approximately 4.5 mm of thickness, carbonized at 1300 °C exhibited the highest electrical conductivity of 6.35 S cm⁻¹, indicating an EMI SE of approximately 62 dB at 1.6 GHz of the low frequency band. Additionally, the obtained TGCF/CNT carbon papers were flexible and could be bent and wound without breaking.     

碳纳米管对羟基磷灰石基复合材料力学性能的影响

将力学性能优良的碳纳米管(CNTs)与羟基磷灰石(HA)生物陶瓷相复合,发展CNTs/HA复合材料来应用于骨组织修复领域,有望解决HA生物陶瓷力学性能的不足.通过3种不同的制备方法,即通过表面活性剂将CNTs分散在HA基体中、通过酸碱中和反应将CNTs与HA共沉淀以及通过体外浸泡在CNTs上矿化生长HA等方法来获得CNTs/HA复合材料.深入研究CNTs的表面结构和分散状态对CNTs/HA复合材料力学性能的影响.结果表明,CNTs的添加改变了HA的脆性,导致复合材料抗压力学性能得到提高.但是,由于复合材料制备方法的不同,导致CNTs在HA基体中的分散状态、表面结构的完整性以及与HA的界面结合情况不同,导致其抗压力学性能不同.其中,通过表面活性剂将CNTs分散在HA基体中而获得复合材料的抗压力学性能表现最好,而CNTs与HA通过共沉淀法所获得复合材料的抗压力学性能表现最差.     

碳纳米管/壳聚糖复合材料

碳纳米管/壳聚糖复合材料是一种具有生物和光电双重功能的复合材料。本文在对碳纳米管和壳聚糖各种性质进行简单介绍的基础上,重点综述了碳纳米管与壳聚糖复合材料的各种复合方法、机理、主要应用以及存在的主要问题。     

碳纳米管对羟基磷灰石基复合材料力学性能的影响

将力学性能优良的碳纳米管(CNTs)与羟基磷灰石(HA)生物陶瓷相复合,发展CNTs/HA复合材料来应用于骨组织修复领域,有望解决HA生物陶瓷力学性能的不足。通过3种不同的制备方法,即通过表面活性剂将CNTs分散在HA基体中、通过酸碱中和反应将CNTs与HA共沉淀以及通过体外浸泡在CNTs上矿化生长HA等方法来获得CNTs/HA复合材料。深入研究CNTs的表面结构和分散状态对CNTs/HA复合材料力学性能的影响。结果表明,CNTs的添加改变了HA的脆性,导致复合材料抗压力学性能得到提高。但是,由于复合材料制备方法的不同,导致CNTs在HA基体中的分散状态、表面结构的完整性以及与HA的界面结合情况不同,导致其抗压力学性能不同。其中,通过表面活性剂将CNTs分散在HA基体中而获得复合材料的抗压力学性能表现最好,而CNTs与HA通过共沉淀法所获得复合材料的抗压力学性能表现最差。     

两种碳材料混合填充聚合物复合材料的导电特性及渗流阈值的计算模型

介绍了用碳纳米管与炭黑（或石墨）混合填充的聚合物复合材料的导电特性;阐述了混合填充聚合物体系的导电机理;介绍了基于线性混合规则和已占体积理论的渗流阈值的计算模型;分析了模型计算值与实验值的差异。利用已占体积理论,重新推导了混合填充体系渗流阈值的计算公式,并与文献公式做了比较。新公式表明：混合填充聚合物复合材料的渗流阈值...     

碳纳米管/聚合物复合材料

本文简要介绍了碳纳米管的纯化和表面改性方法,着重对碳纳米管/聚合物复合材料的制备方法、微观结构表征及其力学、电学、光学等性能的研究进行了综述;简述了此类复合材料在电学、电磁屏蔽材料及吸波隐身材料、纤维材料以及航天工业等领域的应用,探讨了该研究领域所面临的一些问题及今后的发展方向。     

氢键型碳纳米管增强自修复复合材料的制备和表征

使用低聚酸、二乙烯三胺以及尿素为原料,碳纳米管为增强剂,制备出兼具良好力学性能和室温(30 ℃)自修复性能的氢键型自修复复合材料,同时对材料通过氢键进行自修复的机制进行了合理推测。 首先,对不同碳纳米管添加量的自修复材料进行应力-应变性能测试。 结果发现,随着碳纳米管的添加,材料的应力、应变均有所提高,添加质量分数9%碳纳米管时,材料的应力达到4.1 MPa、应变达到6%以上。 对添加质量分数9%碳纳米管的自修复材料进行表面形态、自修复性能以及热稳定性能测试。 结果表明,碳纳米管与材料有良好的相容性,材料的表面与切面形态相似;在室温下自修复24 h,自修复效率达到100%;10次断裂-修复循环中自修复效率仍能保持90%以上;材料具有良好的热稳定性,最大失重速率下的温度为474.3 ℃。 为下一代类皮肤传感器以及可穿戴智能设备提供了一种选择,为未来该类型自修复聚合物复合材料在高拉伸强度领域的应用奠定了技术基础。