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碳納米管在復(fù)合材料的應(yīng)用
閱讀：1084 發(fā)布時間：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，軸向尺寸為微米量級、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)合材料理想的增強體，在化工、機械、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“惰性”的，在常見的有機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，對碳納米管的表面進行改性已成為聚合物 /碳納米管復(fù)合材料的研究熱點之一。
目前，國內(nèi)外對碳納米管表面改性的研究主要是在其表面引入共價鍵和非共價鍵基團，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碳納米管進行包覆改性等方法.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)合材料理想的增強體，在化工、機械、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“惰性”的，在常見的有機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，對碳納米管的表面進行改性已成為聚合物 /碳納米管復(fù)合材料的研究熱點之一。
目前，國內(nèi)外對碳納米管表面改性的研究主要是在其表面引入共價鍵和非共價鍵基團，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碳納米管進行包覆改性等方法.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。