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碳納米管在復(fù)合材料的應(yīng)用
閱讀：1090 發(fā)布時(shí)間：2017-6-15
碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)（徑向尺寸為納米量級(jí)，軸向尺寸為微米量級(jí)、管子兩端基本上都封口）的一維量子材料。它主要由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離，約0.34nm，直徑一般為2～20nm。碳納米管不總是筆直的，而是局部區(qū)域出現(xiàn)凸凹現(xiàn)象，這是由于在六邊形編織過程中出現(xiàn)了五邊形和七邊形。除六邊形外，五邊形和七邊形在碳納米管中也扮演重要角色。根據(jù)碳六邊形沿軸向的不同取向可以將其分成鋸齒形、扶手椅型和螺旋型三種。其中螺旋型的碳納米管具有手性，而鋸齒形和扶手椅型碳納米管沒有手性。碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。
碳納米管在復(fù)合材料中的應(yīng)用：
碳納米管除具有一般納米粒子的尺寸效應(yīng)外，還具有力學(xué)強(qiáng)度大、柔韌性好、電導(dǎo)率高等*的性質(zhì)，成為聚合物復(fù)合材料理想的增強(qiáng)體，在化工、機(jī)械、電子、航空、航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但由于碳納米管易聚集成束或纏繞，而且與其他納米粒子相比，其表面是相對(duì)“惰性”的，在常見的有機(jī)溶劑或聚合物材料中的分散度低，這極大地制約了其廣泛應(yīng)用。因此，對(duì)碳納米管的表面進(jìn)行改性已成為聚合物 /碳納米管復(fù)合材料的研究熱點(diǎn)之一。
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)碳納米管表面改性的研究主要是在其表面引入共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵基團(tuán)，例如采用表面化學(xué)反應(yīng)改性、表面活性劑改性等，或采用聚合物分子對(duì)碳納米管進(jìn)行包覆改性等方法.近年來。還提出了紫外線照射、 等離子射線改性等處理方法。 表面改性的碳納米管用于聚合物復(fù)合材料可以顯著改善材料的力學(xué)性能、 電性能和熱性能等。
碳納米管除具有一般納米粒子的尺寸效應(yīng)外，還具有力學(xué)強(qiáng)度大、柔韌性好、電導(dǎo)率高等*的性質(zhì)，成為聚合物復(fù)合材料理想的增強(qiáng)體，在化工、機(jī)械、電子、航空、航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但由于碳納米管易聚集成束或纏繞，而且與其他納米粒子相比，其表面是相對(duì)“惰性”的，在常見的有機(jī)溶劑或聚合物材料中的分散度低，這極大地制約了其廣泛應(yīng)用。因此，對(duì)碳納米管的表面進(jìn)行改性已成為聚合物 /碳納米管復(fù)合材料的研究熱點(diǎn)之一。
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)碳納米管表面改性的研究主要是在其表面引入共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵基團(tuán)，例如采用表面化學(xué)反應(yīng)改性、表面活性劑改性等，或采用聚合物分子對(duì)碳納米管進(jìn)行包覆改性等方法.近年來。還提出了紫外線照射、 等離子射線改性等處理方法。 表面改性的碳納米管用于聚合物復(fù)合材料可以顯著改善材料的力學(xué)性能、 電性能和熱性能等。