辛 菲，许国志

（北京工商大学材料与机械工程学院，北京100048）

碳纳米管增强聚合物纳米复合材料研究进展

辛 菲，许国志＊

（北京工商大学材料与机械工程学院，北京100048）

综述了近几年国内外在碳纳米管增强聚合物纳米复合材料力学性能方面的研究进展，主要介绍了以聚氨酯和聚酰亚胺为基体的复合材料。讨论了碳纳米管的各种改性方法及其作用原理，并对各种改性和制备方法的有效性进行了比较。最后，对碳纳米管增强聚合物纳米复合材料的发展前景进行了展望。

聚合物；碳纳米管；复合材料；研究进展

0 前言

近年来碳纳米管（CNT）增强聚合物纳米复合材料领域的发展非常快。CNT本身有着出众的电学、热学和力学性能。例如，CNT的拉伸模量和拉伸强度理论上是最强不锈钢材料的10～100倍。2000年，YU等[1]测得的单个多壁碳纳米管（MWCNT）的弹性模量在0.27～0.95TPa之间，拉伸强度在11～63GPa之间。单壁碳纳米管（SWCNT）的弹性模量在0.32～1.47TPa之间，拉伸强度在10～52GPa之间[2]。这些特性使得CNT成为提高聚合物基复合材料力学性能的理想材料。

在聚合物中添加含碳填料用以提高聚合物的力学性能，降低质量或者起导热作用并不是一种新的方法。炭黑已经被广泛用于增强橡胶和塑料，例如：它被广泛用在赛车轮胎上来降低热磨损。碳纤维也是一种用途广泛的工业材料，被广泛应用于汽车、飞机和自行车等领域。然而，最有潜力的还是CNT，利用其力学强度已经生产出了新的工业产品。例如，含有CNT的网球拍和高尔夫球杆等运动器材已经在市场上售卖。……