碳纳米管/纤维素在不饱和聚酯树脂中的分散性及力学性能研究
2021-04-20滕方瑞王小峰崔鑫楠韩文娟宇山浩
中国塑料 2021年3期
关键词:复合材料
滕方瑞,王小峰,蒋 晶,崔鑫楠,韩文娟*,宇山浩,李 倩,
(1. 郑州大学材料科学与工程学院,郑州450001;2. 郑州大学力学与安全工程学院,微纳成型技术国家级国际联合研究中心,郑州450001;3. 郑州大学机械与动力工程学院,郑州450001;4. 大阪大学应用化学专攻,大阪府吹田市565-0871)
0 前言
不饱和聚酯树脂因其耐腐蚀性、良好的介电性能等优异的性能被广泛应用于航空航天,玻璃钢、人造石等建筑材料,涂层、黏结剂等方方面面[1]。而且不饱和聚酯树脂可以在常温常压下固化成型,固化速度快[2]且具有良好的加工性和可设计性[3]。但是其经过固化反应后物理性能变得硬而脆、耐冲击性能差,因此需要对不饱和聚酯树脂进行改性增强。在树脂增强领域常用的填料有:玻璃纤维、碳纤维[4-5]、碳纳米管[6-7]、石墨烯[8-9]、MXene[10]、SiO2[11]等,其中碳纳米管因其质量轻、高强度、高模量、高韧性、高比强度等优异的性能在材料领域广受关注[12]。但是在范德华力得作用下,碳纳米管团聚成束状或绳状[13]。此外,由于高纵横比,碳纳米管因π—π 键的相互作用而发生相互缠结并且稳定存在[14],从而使得其优异的性能不能很好地表现出来。为此,我们需要避免碳纳米管的团聚,保证其均匀分散,并且进一步阻碍其团聚的倾向。
改善碳纳米管分散性的方法主要有两种:一是通过有效的方法分散碳纳米管,主要有搅拌、剪切、研磨、超声等,其中通过三辊研磨机[1]的强剪切和挤出混合能够使得碳纳米管均匀分散,然而超声受限于材料的黏度不能发挥很好的作用。……
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