酸化处理对碳纳米管改性聚氨酯性能的影响

纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展综述了纳米材料改性水性聚氨酯几种常用方法的特点和研究进展，指出了纳米材料改性水性聚氨酯存在的问题。

标签：水性聚氨酯（WPU）；纳米材料；方法；改性1 前言近年来，随着人们环保意识的增强，水性聚氨酯（WPU）受到越来越多学者的关注。

WPU是以水为分散介质的二元胶态体系，具有不污染环境、VOC（有机挥发物）排放量低、机械性能优良和易改性等优点，使其在胶粘剂、涂料、皮革涂饰、造纸和油墨等行业中得到广泛应用[1～4]。

但在制备WPU过程中由于引入亲水基团（如-OH、-COOH等），因此存在固含量低，耐水性、耐热性和耐老化性差等缺陷，从而限制了其应用范围。

纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特殊性质，为各种材料的改性开辟了崭新的途径。

通过纳米材料改性的WPU，其成膜性、耐水性和耐磨性等性能均得到显著提高[5]。

2 纳米材料改性WPU的方法2.1 共混法共混法即纳米粒子在WPU中直接分散。

首先是合成各种形态的纳米粒子，再通过机械混合的方法将纳米粒子加入到WPU中。

但在该方法中，由于纳米粒子颗粒比表面积大，极易团聚。

为防止纳米粒子团聚，科研工作者对纳米材料进行表面改性来提高其分散性，改善聚合物表面结构以提高其相容性。

李莉[6]等利用接枝改性后的纳米SiO2和TiO2与WPU共混，制备了纳米材料改性水性WPU乳液。

研究发现，纳米粒子在乳液中分散均匀，无团聚现象；改性后的WPU乳液力学性能比未改性前得到改善和提高；当纳米粒子添加量为0.5%时，WPU乳液的力学性能最佳，吸水性降低了70%，添加的纳米粒子对波长290～400 nm的紫外光有吸收。

李文倩[7]等采用硅烷偶联剂（KH560）对纳米SiO2溶胶进行表面改性，然后将其与WPU共混制备出了WPU/SiO2复合乳液，考查了改性纳米溶胶含量对复合乳液及其涂膜性能的影响。

结果表明，当纳米SiO2/KH560物质的量比为6：1时，改性后的纳米SiO2溶胶的粒径最小且分布较均一。

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2006年第25卷第8期·880·化工进展碳纳米管/聚氨酯功能复合材料的制备与应用赵彩霞，孙东成，杨 斌(华南理工大学化学科学学院，广东 广州 510640)摘 要：介绍了碳纳米管的处理、碳纳米管/聚氨酯复合材料的制备方法：碳纳米管的处理方法有表面处理改性和局部活化改性2种; 碳纳米管/聚氨酯复合材料的制备方法有物理共混法和原位聚合法。

结合碳纳米管和聚氨酯的特性，综述了碳纳米管/聚氨酯复合材料在力学性能的增强、电子材料、智能材料、生物医学材料和节能材料等方面的应用，并对CNTs/PU复合材料未来的研究工作提出了几点意见。

关键词：碳纳米管；聚氨酯；复合中图分类号： TB 332 文献标识码：A 文章编号：1000–6613（2006）08–0880–05Preparation and application of carbon nanotubes/polyurethanefunctional compositesZHAO Caixia，SUN Dongcheng，YANG Bin(School of Chemical Science，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China) Abstract：The treatment of carbon nanotubes (CNTs)，such as surface modification and local activation-modification，and the preparation methods of CNTs/PU composites，such as physical blending and in-situ polymerization，are introduced. The properties of CNTs and PU are presented，and the application of CNTs/PU composites，particularly in the aspects of improvement of mechanical propertiess，electronic materials，intelligent material，biomedicine and energy saving are reviewed. The suggestions about future study of CNTs/PU composites are also presented.Key words：carbon nanotubes；polyurethane；composite碳纳米管(CNTs)在纳米尺寸下出现的明显量子效应[1]，因此碳纳米管具有独特结构和力学、电学和化学性质。

《水性聚氨酯-石墨烯-碳纳米管复合材料的制备及性能研究》篇一水性聚氨酯-石墨烯-碳纳米管复合材料的制备及性能研究一、引言随着科技的发展和人类对材料性能的追求，复合材料因其独特的物理和化学性质，在众多领域中得到了广泛的应用。

水性聚氨酯（WPU）作为一种环保型高分子材料，具有优异的耐磨性、柔韧性和良好的加工性能。

而石墨烯（Graphene）和碳纳米管（CNTs）作为新兴的纳米材料，具有优异的导电性、导热性和力学性能。

因此，将水性聚氨酯与石墨烯、碳纳米管进行复合，有望制备出具有优异性能的复合材料。

本文旨在研究水性聚氨酯/石墨烯/碳纳米管复合材料的制备工艺及其性能表现。

二、制备方法1. 材料准备首先，准备好水性聚氨酯、石墨烯纳米片、碳纳米管以及必要的溶剂和添加剂。

2. 制备过程（1）将石墨烯纳米片和碳纳米管分别进行预处理，以提高其在聚氨酯基体中的分散性。

（2）将预处理后的石墨烯和碳纳米管按照一定比例加入到水性聚氨酯中，通过超声分散和机械搅拌的方法，使纳米材料在聚氨酯基体中均匀分布。

（3）将分散均匀的混合物进行真空脱泡处理，以消除混合物中的气泡。

（4）将脱泡后的混合物倒入模具中，进行固化处理，得到水性聚氨酯/石墨烯/碳纳米管复合材料。

三、性能研究1. 力学性能测试通过拉伸试验，测试复合材料的抗拉强度、断裂伸长率和硬度等力学性能。

结果表明，石墨烯和碳纳米管的加入显著提高了复合材料的力学性能。

2. 热学性能测试通过热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）测试复合材料的热稳定性。

结果表明，复合材料具有较高的热稳定性和优良的导热性能。

3. 电学性能测试通过电导率测试，评估复合材料的导电性能。

结果表明，石墨烯和碳纳米管的加入使复合材料具有优异的导电性能。

4. 耐磨性能测试通过磨损试验，测试复合材料的耐磨性能。

结果表明，由于石墨烯和碳纳米管的增强作用，复合材料表现出优异的耐磨性能。

四、结论本文成功制备了水性聚氨酯/石墨烯/碳纳米管复合材料，并对其性能进行了系统研究。

羧基化碳纳米管改性水性聚氨酯的制备与性能研究羧基化碳纳米管改性水性聚氨酯的制备与性能研究摘要：本研究通过羧基化处理碳纳米管（CNTs-COOH）来改性水性聚氨酯（PU），研究了CNTs-COOH在PU中的分散性、热稳定性以及对PU性能的影响。

结果表明，CNTs-COOH的加入能够有效提高PU的热稳定性和力学性能，同时保持了PU的水溶性，为制备高性能的水性聚氨酯提供了一种新途径。

1.引言近年来，水性聚氨酯由于其环保、低污染、易加工和应用广泛等优势，逐渐替代了传统的溶剂型聚氨酯。

然而，水性聚氨酯的性能仍然有待提高。

碳纳米管作为一种优秀的纳米填料，其加入可以显著改善聚合物的性能。

因此，将碳纳米管引入水性聚氨酯中进行改性具有重要意义。

2.实验方法2.1 碳纳米管的羧基化处理首先，取适量碳纳米管加入稀盐酸溶液中，并进行超声处理，使其充分分散。

然后，将清洗后的碳纳米管与浓硝酸混合并搅拌，再加入浓硫酸，并进行热处理。

最后，用稀盐酸洗涤，将羧基化碳纳米管(CNTs-COOH)得到。

2.2 羧基化碳纳米管改性水性聚氨酯的制备将CNTs-COOH以一定比例加入水性聚氨酯溶液中，并进行超声处理，使其均匀分散。

随后，加入适量的助剂，并进行机械搅拌，最终得到羧基化碳纳米管改性水性聚氨酯。

2.3 性能测试方法采用透射电镜（TEM）、红外光谱（FTIR）对CNTs-COOH和改性水性聚氨酯进行表征。

热稳定性测试使用热重分析仪（TGA）进行，并分析热失重曲线。

力学性能测试使用万能材料试验机测定改性水性聚氨酯的抗拉强度、断裂伸长率以及硬度。

3.结果与讨论TEM结果显示，CNTs-COOH得到了良好的分散，且与水性聚氨酯互相作用形成了独特的结构。

FTIR结果表明，CNTs-COOH的引入并未改变水性聚氨酯的化学结构。

TGA结果显示，经过羧基化改性的水性聚氨酯在高温下具有更好的热稳定性，热分解温度提高了约50℃。

力学性能测试结果表明，CNTs-COOH的加入明显提高了PU的抗拉强度和断裂伸长率，同时硬度有所增加。

纳米材料改性聚氨酯研究摘要：本文利用不同碳纳米管材料对钢桥面铺装用聚氨酯材料进行增韧改性，探索了碳纳米管在聚氨酯中的改性工艺，采用荧光显微镜及电子显微镜表征了分散效果；利用冲击缺口试验、拉伸试验验证增韧改性效果。

实验表明碳纳米管材料对聚氨酯低温韧性具有良好的改性效果。

同时利用超声分散等技术解决了纳米材料在聚氨酯中因范德华力而容易发生团簇等问题，保留了纳米材料的良好物理性能。

关键词：纳米材料，聚氨酯，改性评价前言传统沥青材料在现如今道路桥梁铺设中有一些不足，需要新型或改进材料来弥补其缺陷。

聚氨酯（PU）由于其本身具有的耐磨性能好，高弹性便于行车舒适等一系列优点已经成为国内外研究的热门点。

PU一般是由异氰酸酯、多元醇、扩链剂反应生成[1]，尽管PU有许多优点，但PU分子链中的基团在高温下可能发生断裂使得耐高温性能不足[2]。

现用纳米材料作为改性剂，在不破坏PU本身良好性能的情况下使得其耐高温，韧性得到增加。

碳纳米管（CNT）具有高强度、高导热以及低热膨胀系数等一系列优点[3]，是一种理想的制备高强复合材料的组份。

利用碳纳米管对聚氨酯进行改性，实验并分析其改性后的各项性能。

CNT比表面积大，容易因为分子间的范德华力而发生团聚[4]，在聚氨酯中不能均匀分散，这样制得的改性材料效果差，因此需要对其进行处理。

1碳纳米管改性聚氨酯1.1制备改性碳纳米管在1L的多口烧瓶中，加入20.0g的FeSO4·7H2O，再加入200ml的纯净水，用稀H2SO4调节溶液的pH为3，加入4.0g的CNT，超声分散30min。

充分搅拌后，滴加250ml的30%H2O2同时进行降温，处理完毕后搅拌充分时间，冲洗过滤得到改性CNT[5]。

1.2制备改性聚氨酯在500ml的多口烧瓶中加入适量改性碳纳米管，利用超声分散在A组份中，再按比例加入B组份，常温下搅拌混合，反应一定时间后得到碳纳米管改性聚氨酯。

取不同比例的碳纳米管加入聚氨酯进行改进，做多组份实验。

酸化、胺化对碳纳⽶管化学、显微结构影响分析酸化、胺化对碳纳⽶管化学、显微结构影响分析摘要本⽂针对两种碳纳⽶管表⾯修饰的⽅法——酸化与胺化，应⽤红外光谱分析、透射电镜分析及X射线衍射分析三种分析⽅法，对碳纳⽶管的晶体结构、微观形貌、化学性质进⾏研究。

结果说明酸化、胺化能够成功地将羧基、胺基引⼊到碳纳⽶管上，有助于改善碳纳⽶管的分散性质，其中酸化不会影响碳纳⽶管的晶体结构，⽽胺化则会使其晶体结构发⽣改变。

关键词碳纳⽶管表⾯修饰酸化胺化0.引⾔碳纳⽶管(carbon nanotube , CNT)⾃发现以来[1]，因其独特的结构和良好的物理、化学性质，引起了⼈们的⼴泛关注，并迅速成为化学、物理学、⽣物学及材料科学的研究热点[2-4]。

但碳纳⽶管具有难于分散的性质：既不溶于⽔也不溶于有机溶剂，并且悬浮液易团聚。

这种特性使其在许多领域的应⽤受到了限制。

对碳纳⽶管进⾏表⾯化学修饰，改善其表⾯性能是解决碳纳⽶管分散性和溶解性的有效途径[5]。

到⽬前为⽌，常⽤的表⾯修饰⽅法有：直接氟化反应、酸化反应、胺化反应、卡宾加成、⾃由基反应、电化学反应或热化学反应、1,3-偶极矩环加成反应、叠氮反应、亲电加成反应和⼒化学反应等[6]。

其中，直接酸化反应与胺化反应是⽬前⽐较常⽤的⽅法，并且对碳纳⽶管的分散性有较⼤改善[7]。

本⽂通过对未经处理的碳纳⽶管以及经过酸化、胺化处理的碳纳⽶管进⾏红外光谱、透射电镜以及X射线衍射分析，得出了碳纳⽶管经过酸化、胺化处理后，晶体结构、微观形貌、化学性质产⽣的改变。

1.样品的制备及表征1.1样品的制备在对碳纳⽶管进⾏酸化和胺化处理前，需要先对碳纳⽶管进⾏净化处理，以便使其分散为合适的长度。

具体⽅法是：使碳纳⽶管在2.6M的硝酸中进⾏回流，并使其悬停于Ph=10且有表⾯活性剂的⽔中，最后⽤错流过滤系统对其进⾏过滤。

处理后的碳纳⽶管平均长度由280nm减⼩⾄150nm。

1.1.1酸化⽤酸氧化碳纳⽶管，可使其表⾯产⽣羧基，这是对碳纳⽶管进⾏表⾯改性较简单⽽成熟的反应[6]。

碳管改性方式对复合材料性能的影响Headstorm 对PI/CNT复合材料的表征主要集中在力学性能如拉伸强度，杨氏模量（或储能模量），断裂伸长率，以及导电性能等。

改性碳纳米管（MWNT）分散性提高，与基体的结合更加紧密，可大幅度提高复合材料的拉伸强度，杨氏模量等。

但是对复合材料导电性能的影响比较复杂，取决于改性的方式，接枝的分子种类等。

碳管经过酸处理之后，表面会产生一定量的羧基，分散性能会随之提高，而在酸处理过的碳管上接枝能够产生交联的特殊功能小分子，则会进一步增加分散性，而且使碳管与聚合物，以及碳管与碳管之间的结合力更加紧密，能大幅提高材料的力学性能。

但是，影响材料性能的不止有碳管的分散程度，还有碳管的长短，碳管的缺陷程度等等。

因此碳管分散性的提高，并不意味着所有性能都会提高。

在改性碳管的过程中，往往会对碳管造成结构上的破坏，导致碳管性能尤其是导电性能下降。

用改性过的碳管所制作的PI复合材料，其电导率甚至不及未改性过的碳管。

值得一提的是，由于碳管种类（长径比不一样），以及复合材料制作工艺的差别，不同的课题组做出来的结果差异很大，无法做直接对比。

有关对比改性和未改性的碳管对材料性能影响的文章少之有少，只有台湾国立清华大学的Siu-Ming Yuen等人的研究[1]对此做出过相对详细的对比。

1.力学性能在力学性能方面，复合材料表征的主要是拉伸强度，杨氏模量（或储能模量），也有少数的文献表征断裂伸长率。

从试验数据来看，随着碳管含量的变化，杨氏模量（或储能模量），拉伸强度和断裂伸长率的变化都有相应的规律。

Fig.6为含有三种碳管的复合材料的力学性能对比图。

其中，将MWNT在HSO4：HNO3=3:2的混酸中处理，MWNT和混酸的质量比为1:400，在50℃下搅拌24h，之后用去离子水水洗，100℃烘干，即得到酸处理的MWNT。

将酸处理的MWNT，与乙二胺在四氢呋喃中室温搅拌反应48h（环己基碳二亚胺为脱水剂），即得到胺处理的MWNT[1]。

第36卷第5期高分子材料科学与工程Vol.36,No.5 2020年5月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING May2020表面功能化碳纳米管改性水性聚氨酯复合材料的制备与性能陈静，杨建军，吴庆云，张建安，吴明元，刘久逸〈安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子重点实验室，安徽合肥230601)摘要：以聚酯多元醇(PCDL)、异佛尔飼二异氟酸酯(IPDI)、二凳甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)、双季戊四醇(Di-PE)为原料，合成-NCO封端的水性聚氨酯预聚体(WPU)；再以多巴胺(DOA)和7-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)协同修饰磯纳米管(CNTs),得到A-DOA/CNTs,并与WPU进行共价连接、交联，制备了A-DOA/CNTs/WPU复合材料。

通过红外光谱、X射线光电子能谱、透射电镜、扫描电镜、热重分析和拉伸性能等对材料结构和性能进行表征，探究了A-DOA/CNTs的用量对胶膜耐水性、热性能、断面形貌及力学性能的彩响。

结果表明，当A-DOA/CNTs质量分数为0.75%时，能均匀分散在聚氨酯基体中，此时胶膜的综合性能最佳，水接■触角为92.6°,吸水率5.7%,拉伸强度为29.6 MPa,断裂伸长率为225%,质量损失Ti。

％时餡热分解温度为2679,与纯聚氨酯相比热分解温度提高了28V，其耐热性、耐水性、力学性能.均有显著提高。

关键词:碳纳米管;表面功能化;水性聚氨酯;复合材料中图分类号:TQ323.8文献标识码：A文章编号：1000-7555(2020)05-0064-07聚合物纳米复合材料因其优异的特性引起了人们极大的关注，无机纳米粒子与聚合物进行复合，能够在相对较低的填料用量下显著改善材料的性能，与传统复合材料相比，具有重要的应用价值目前，国内外研究中常将石墨烯、碳纳米管、石墨粉等粒子作为填料分散在聚合物中，以期获得多功能性、应用范围广的复合材料，研究证实纳米粒子与聚合物的复合能够满足人们对于某些性能突出材料的需求％旳。

碳纳米管酸化处理条件
碳纳米管（Carbon Nanotubes, CNTs）是一种由碳原子组成的纳米材料，具有独特的物理和化学性质。

酸化处理是一种常用的方法，用于改变碳纳米管的表面性质以满足特定应用需求。

碳纳米管酸化处理条件是指进行酸化处理时所需的实验条件和参数。

首先，选择适当的酸性溶液是酸化处理的关键。

常用的酸包括浓硫酸、浓硝酸和浓盐酸。

选择酸性溶液时应考虑到碳纳米管的化学稳定性和目标处理效果。

其次，酸化处理的条件包括温度、时间和浓度。

一般而言，较高的温度可以加速酸化反应速度，但同时也会增加碳纳米管的破坏风险。

处理时间的选择应根据所需处理效果和碳纳米管的耐酸性来确定。

酸的浓度则根据处理的具体目的来选择，一般较高的酸浓度可以更快地进行酸化反应，但同时也会增加对碳纳米管的破坏。

此外，酸化处理的方法也需要考虑。

常见的酸化处理方法包括浸泡法和超声处理法。

浸泡法是将碳纳米管置于酸性溶液中静置一段时间，以酸溶液的反应作用进行表面酸化处理。

超声处理法则是利用超声波的机械作用来加速酸化反应，提高处理效果。

酸化处理的条件还需要根据具体应用来确定。

不同应用领域对碳纳米管的表面性质需求不同，因此处理条件也会有所差异。

在选择和优化酸化处理条件时，可以通过表征技术（例如扫描电镜、拉曼光谱等）来分析处理效果，并根据需要进行调整和改进。

综上所述，碳纳米管酸化处理条件的选择涉及到酸性溶液的选择、处理温度、时间和浓度，以及处理方法的选择。

根据具体的需求和应用，可以通过优化处理条件来获得满足要求的碳纳米管表面性质。

无机酸协同预处理对碳纳米管物理化学性质的影响《无机酸协同预处理对碳纳米管物理化学性质的影响》一、引言碳纳米管（Carbon nanotubes，CNTs）是近几十年前被学者首次发现，在化学和材料学领域具有重要意义的新型无机纳米结构材料。

由于其独特的特性，CNTs已经被应用于多种新型器件、光学功能以及磁性材料中。

CNTs的内部被分为三种不同的层结构，内层是一种三节环结构，外层是六节环结构。

这种层状结构可以产生很多好的物理和化学性质，其固有难度和高质量的电气和物理性能也使它成为非常重要的材料之一。

碳纳米管的化学和物理性质主要取决于其结构整体特性和表面阳性或阴性官能团的类型和分布情况，而这些特性又受到外部环境的影响而发生变化。

因此，对表面性质的良好控制有助于充分发挥碳纳米管的功能特性，从而为适用于各种应用提供了优势。

空气中具有活性态体，如氧，水分和有机物，会影响碳纳米管的表面性质。

因此，很有必要采取一定的技术，以便于把CNTs从空气环境中隔离，以保护它的物理和化学特性。

无机酸的反应强度比有机物强，具有好的除膜能力，能与CNTs表面官能团容易发生反应，形成表面性质和电荷分布的改变，增强材料的疏水性，所以是一种非常有效的预处理方法。

因此，本文旨在讨论无机酸协同预处理对CNTs物理化学性质的影响。

二、无机酸协同预处理对碳纳米管物理化学性质的影响（1）对CNTs表面官能团的影响无机酸协同预处理对CNTs表面官能团具有一定的影响。

无机酸可以与官能团发生反应，形成新的键，改变表面电荷分布，进而改变材料的比表面积，从而改变材料的物理性能和表面性质。

一些研究表明，在无机酸协同预处理中，有机物可以和CNTs表面的官能团发生反应，形成活性位点，增加表面活性和对空气中氧分子的疏水性，从而改善CNTs催化效率。

（2）影响CNTs比表面积无机酸协同预处理可以明显改变CNTs的表面电荷分布，改变CNTs的比表面积。

一些研究表明，当CNTs在碳酸钠-甲酸溶液中受到协同预处理时，它们的比表面积可以显著提高，最大比表面积可达800m2/g。

《碳纳米管的改性及其在粘胶纤维中的应用》篇一一、引言碳纳米管（CNTs）作为一种具有独特结构和优异性能的新型纳米材料，近年来在材料科学领域引起了广泛关注。

其独特的电学、热学和机械性能使其在许多领域有着巨大的应用潜力。

而粘胶纤维作为一种重要的纤维材料，广泛应用于纺织、服装和产业用纺织品等领域。

本文旨在探讨碳纳米管的改性及其在粘胶纤维中的应用，以期为相关研究提供参考。

二、碳纳米管的改性2.1 碳纳米管的性质碳纳米管是一种由碳原子以特定方式组成的管状结构，具有优异的电学、热学和机械性能。

然而，由于其表面能高、易团聚等特点，碳纳米管在应用过程中存在一定的局限性。

因此，对碳纳米管进行改性，提高其分散性、亲水性和与其他材料的相容性，成为当前研究的重点。

2.2 碳纳米管的改性方法常见的碳纳米管改性方法包括化学改性、物理改性和生物改性等。

其中，化学改性是一种常用的方法，通过引入功能性基团，改变碳纳米管的表面性质，从而提高其与其他材料的相容性。

物理改性则主要利用外部力量（如超声波、电场等）来改善碳纳米管的分散性和稳定性。

生物改性则是利用生物分子与碳纳米管之间的相互作用，提高碳纳米管的生物相容性和生物活性。

三、碳纳米管在粘胶纤维中的应用3.1 粘胶纤维的性质及应用粘胶纤维是一种以天然纤维素为原料的纤维材料，具有优良的吸湿性、透气性和抗静电性能。

然而，粘胶纤维的机械性能和热稳定性相对较低，限制了其在某些领域的应用。

将碳纳米管引入粘胶纤维中，可以改善其性能，提高粘胶纤维的附加值。

3.2 碳纳米管在粘胶纤维中的应用方法将改性后的碳纳米管与粘胶纤维进行复合，可以通过溶液共混、熔融共混或原位聚合等方法实现。

其中，溶液共混法是将改性碳纳米管与粘胶纤维溶液混合，然后进行纺丝、拉伸等工艺制备复合纤维。

熔融共混法则是将改性碳纳米管与粘胶纤维的熔融物混合，再通过纺丝、冷却等工艺制备复合纤维。

原位聚合法则是在聚合过程中直接引入改性碳纳米管，制备出具有优异性能的复合纤维。

《水性聚氨酯-石墨烯-碳纳米管复合材料的制备及性能研究》篇一水性聚氨酯-石墨烯-碳纳米管复合材料的制备及性能研究一、引言随着科技的进步和工业的快速发展，新型复合材料因其优异的性能和广泛的应用领域，受到了越来越多的关注。

其中，水性聚氨酯（WPU）因其出色的机械性能、粘合性和环境友好性被广泛使用。

然而，单纯的WPU仍有一定的局限性，为了提高其性能，引入新的纳米材料成为了研究的热点。

本文将探讨水性聚氨酯/石墨烯/碳纳米管（WPU/Graphene/CNTs）复合材料的制备方法及其性能研究。

二、制备方法1. 材料选择本实验选用水性聚氨酯、石墨烯纳米片和碳纳米管作为主要原料。

其中，石墨烯具有优异的导电性、热稳定性和机械强度；碳纳米管则具有较高的电导率和热导率。

这些特性使得石墨烯和碳纳米管成为提高WPU性能的理想选择。

2. 制备步骤（1）首先，将石墨烯纳米片和碳纳米管进行表面处理，以提高其在水性聚氨酯中的分散性和相容性。

（2）然后，将处理后的石墨烯纳米片和碳纳米管按照一定比例加入到水性聚氨酯中，通过机械搅拌和超声分散，使纳米材料在WPU中均匀分布。

（3）最后，将混合物进行固化处理，得到WPU/Graphene/CNTs复合材料。

三、性能研究1. 机械性能通过拉伸试验，我们发现WPU/Graphene/CNTs复合材料具有优异的机械性能。

石墨烯和碳纳米管的加入显著提高了复合材料的拉伸强度和断裂伸长率。

此外，复合材料还表现出良好的韧性，能够承受较大的外力而不发生断裂。

2. 热稳定性通过热重分析（TGA）实验，我们发现WPU/Graphene/CNTs 复合材料具有较高的热稳定性。

石墨烯和碳纳米管的加入提高了复合材料的热分解温度，使得材料在高温环境下仍能保持良好的性能。

3. 电导性由于碳纳米管具有较高的电导率，WPU/Graphene/CNTs复合材料表现出良好的电导性。

这使得复合材料在电磁屏蔽、传感器和导电涂料等领域具有广泛的应用前景。

酸化处理对纳米碳纤维及其复合材料性能的影响
梅启林;袁露;王继辉;黄志雄
【期刊名称】《玻璃钢/复合材料》
【年(卷),期】2009(000)001
【摘要】本文采用浓酸(浓硫酸/浓硝酸)氧化法对纳米碳纤维进行表面处理,在水热和超声分散条件下,制备纳米碳纤维/环氧树脂复合材料.X射线光电子能谱分析表明,酸化处理在纳米碳纤维表面引入了羟基和羧基等能参与环氧树脂固化反应的官能团.流变试验结果表明,酸化处理在一定程度上提高了复合材料流体的流动性.断裂韧性测试结果和扫描电子显微镜(SEM)分析也显示了酸化处理能有效改善纤维与树脂的界面结合状况,提高复合材料的断裂韧性.
【总页数】5页(P23-27)
【作者】梅启林;袁露;王继辉;黄志雄
【作者单位】武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北,武汉,430070;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北,武汉,430070;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北,武汉,430070;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】TB383;TB332
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5.热处理温度对高导热3D C/C复合材料性能的影响 [J], 阮家苗;李红;姚彧敏;杨敏;任慕苏;孙晋良
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碳纳米管改性聚氨酯复合材料吕君亮;刘意;易运红【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2011(28)3【摘要】用原位聚合法制备两组聚氨酯(PUR)/碳纳米管(CNTs)复合材料.一组是在超声波作用下将CNTs直接和PUR复合;另一组是将硅烷偶联剂处理的CNTs在超声波作用下与PUR原位聚合制备PUR/CNTs复合材料.探讨了CNTs含量对复合材料电性能的影响,在w(CNTs)为1.0%时可用作抗静电材料.经硅烷偶联剂处理的CNTs分散较好,复合材料的拉伸强度、悬臂梁缺口冲击强度,拉伸模量更高.%The authors propared two sets of specimens of polyurethane/carbon nanotube(PUR/CNTs)composites via in-situ polymerization under the action of ultrasonic wave. either compounding PUR with CNTs directly or polymerizing PUR with the CNTs treated by silane coupling agent. The effect of CNTs content on electrical properties of the composites was diseussed. The composite could be used as antistatic material when the CNTs content was 1.0％ in mass fraction. The CNTs treated by silane coupling agent could be dispersed well in the composite. The tensile strength, notched Izod impact strength and tensile modulus of the composites were superior.【总页数】3页(P24-26)【作者】吕君亮;刘意;易运红【作者单位】广东药学院中山校区实验中心,广东,中山,528458;广东药学院中山校区实验中心,广东,中山,528458;广东药学院中山校区实验中心,广东,中山,528458【正文语种】中文【中图分类】TQ630.1【相关文献】1.碳纳米管改性聚氨酯涂饰材料的性能研究 [J], 周俊娇;洪新球2.碳纳米管改性聚氨酯膜的脱酚性能研究 [J], 马晓欢;于健;叶宏;张襄;宋伟伟;赵子萱;浏漪萱3.水性光固化碳纳米管改性聚氨酯乳液的研究 [J], 吕君亮;赵平4.碳纳米管改性聚氨酯复合材料 [J], 吕君亮; 刘意; 易运红5.碳纳米管/天然橡胶复合材料的实验研究——碳纳米管用量对复合材料性能的影响 [J], 隋刚;梁吉;朱跃峰;周湘文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

酸化多壁碳纳米管/水性聚氨酯复合材料的制备与性能研究0 引言自从1991年，碳纳米管由日本科学家Iijima发现以后，因其具有良好的力学性能、热性能、高的导电性以及独特的准一维管状分子结构而引起了研究者的研究热潮。

与传统的聚合物相比，碳纳米管/聚合物复合材料具有更高的机械性能、热性能、阻燃性能等，同时还可具有特殊的光、电性能，被广泛地应用在建筑、航空、环境监测以及生物医药等领域。

WPU是以水为分散介质，具有易加工、不燃、环境友好等优点，备受研究者的关注。

然而传统WPU 的机械强度不高，热性能差，在应用中受到一定的限制。

碳纳米具有很高的长径比、极好的柔韧性、优异的导电性和力学性能，用碳纳米管改性WPU可以增强WPU的力学性能和热学性能，提高其导电率，从而扩宽WPU的应用领域。

碳纳米管因其比表面积大，容易团聚，很难在WPU基体中分散，改善其在PU基体中的分散性、增加两者的相容性成为需要解决的问题。

为此，本文采用混酸处理多壁碳纳米管，使其表面羧基化，通过共混法制备出酸化多壁碳纳米管/WPU复合材料。

结果显示，随着酸化碳纳米管的添加，复合材料的拉伸强度逐渐增加，断裂伸长率先增加后降低，酸化碳纳米管在PU基体中均匀分散。

酸化碳纳米管的添加显著提高了复合材料的热稳定性。

1 实验部分1.1 实验原料及试剂聚醚二醇(N210，Mn=1 000)：工业级，南京金陵石化总公司;异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)：工业级，美国进口封装;一缩二乙二醇(DEG)：工业级，上海高桥化工厂;二羟甲基丙酸(DMPA)：工业级，京林氏精华化新材料公司;三乙胺(TEA)：分析纯，上海宁新化工试剂厂;辛酸亚锡(T9)、二丁基锡二月桂酸酯(T12)北京化工三厂;丙酮，工业级，上海东懿化学试剂公司;多壁碳纳米管(MCNTs)，北京德科岛金;浓HNO3：分析纯，国药集团化学试剂;浓H2SO4：分析纯，国药集团化学试剂。

1.2 实验步骤1.2.1 多壁碳纳米管的酸化处理取一定量的碳纳米管、浓H2SO4、浓HNO3，按照质量比1∶100∶33，加到反应器中，75 ℃恒温搅拌回流36h，降温，用去离子水稀释，再用高速离心机进行离心，直至洗涤的上层清液的pH接近7。