多壁碳纳米管/聚丙烯酸复合材料的制备及表征

采用化学气相沉积法(CVD)制备多壁碳纳米管(MWNTs),并用酸纯化多壁碳纳米管(MWNTs).为了改进碳纳米管在聚合物中的性能,采用化学修饰法制备了多壁碳纳米管/聚丙烯酸(MWNTs/PAA)复合材料,并用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和红外光谱(FT-IR)对其进行了表征.实验结果表明,聚丙烯酸能均匀地包覆在碳纳米管表面,而且多壁碳纳米管/聚丙烯酸复合材料能很好地分散在水和苯丙乳液中.     

多壁碳纳米管——聚乙二醇复合材料缓释氧氟沙星

 作为第3代氟诺酮类合成抗菌药,氧氟沙星的抗菌谱广、抗菌活性强、口服吸收完全、体内分布广、生物利用度高.但氧氟沙星有效抑菌浓度低,对多数致病菌的MIC₉₀在1μg·mL^-1内,因此制备更为安全有效的氧氟沙星缓释制剂十分必要.本文采用微波辅助硝酸氧化法修饰了多壁碳纳米管引入羧基,制备了氧化多壁碳纳米管.在对甲苯磺酸催化下,以聚乙二醇修饰了氧化多壁碳纳米管,制备了分散性能较好的多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料.以多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料为药物载体、氧氟沙星为模型药物,考查了多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料的载药释药性能.研究结果表明：多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料具有较大的载药率,达92.8%;在磷酸缓冲溶液(pH=7.4)中,24h内可持续稳定缓慢释放氧氟沙星.     

以化学键结合的聚合物-无机纳米复合材料

高聚物纳米复合材料的性质取决于纳米材料的选择设计和复合材料的界面设计.其合成设计的中心就是纳米材料的粒度与分散程度,以最大程度地发挥不同属性的两种组分的协同效应.利用化学键的牢固性可以使复合组分获得有效的连接而使复合体系分散稳定.文中主要从共价键、离子键、配位键三种结合形式,分类叙述了聚合物无机纳米复合材料的分散稳定性设计方法及其对性能的影响.介绍了高聚物和无机纳米相间以较强的化学键连结聚合物-无机纳米复合材料的制备方法、性能及发展状况.     

高剪切分散对多壁碳纳米管/VARTM用环氧树脂导电性能的影响

采用高剪切工艺促进了多壁碳纳米管(MWNTs)在环氧树脂(EP)中的分散,借助真空辅助树脂传递模塑技术(VARTM)制备出MWNTs/EP复合材料试样,并研究在制备过程中采用不同高剪切工艺参数对复合材料导电性能的影响.结果表明,在一定范围内,随着高剪切时间或转速的增加,复合材料的导电性能呈现先升高后降低的趋势.在高剪切处理时间30min和转速22 000r/min时分别达到了高剪切时间和转速的最佳分散阈值,当MWNTs的添加量仅为1.5%时,EP的表面电阻率可以降低约5个数量级,但继续增加高剪切的时间或转速,复合材料的导电性能均出现劣化.同时运用扫描电镜(SEM)表征了多壁碳纳米管在环氧树脂中的分散情况.     

羟基化碳纳米管/聚己内酯复合材料的结构和力学性能!

将羟基化多壁碳纳米管在超声波作用下均匀分散于己内酯单体中,通过原位微波辅助开环聚合的方法制备了聚己内酯/羟基化多壁碳纳米管复合材料.羟基化多壁碳纳米管的引入明显提高了聚己内酯材料的强度和模量,但是断裂伸长率却随着羟基化多壁碳纳米管含量的增加而持续降低.羟基化多壁碳纳米管的质量分数为0.5%时,纳米复合材料的拉伸强度和杨氏模量可提高至纯聚己内酯材料的2倍.利用扫描电镜、X线衍射、红外光谱和示差扫描量热分析揭示了纳米复合材料断裂形貌、结晶情况和热性质,进而探讨了羟基化多壁碳纳米管对提高力学性能的作用机制.     

CNTs负载核壳结构Ag@TiO_2的制备及其光催化性能测试

TiO2只能吸收利用太阳光谱中的紫外光部分,且光生电子和空穴复合很快,从而影响TiO2的光催化效率。为了提高TiO2的光催化能力,研究者致力于TiO2的掺杂修饰,本文引入了碳纳米管(CNTs)和金属银纳米粒子,旨在提高TiO2的分散性,阻止光生电子和空穴的复合。首先通过溶剂热方法成功制备了单分散且大小均一的核壳结构Ag@TiO2纳米材料,随后采用浸渍法将酸化处理的CNTs引入Ag@TiO2核壳结构的体系中,制备了CNTs修饰的Ag@TiO2纳米复合材料(CNTs-Ag@TiO2)。紫外光降解的实验结果表明,该复合材料具备增强的TiO2光催化性能,在光催化分解水与光催化降解污染物方面具有很好的应用前景。     

碳纳米管改性的蜡基复合粘结剂

通过熔融共混将功能化的碳纳米管引入到蜡基粘结剂中,得到碳纳米管改性的复合粘结剂.扫描电镜(SEM)显微照片显示,功能化的碳纳米管能均匀分散在粘结剂基体中.偏光显微照片和热性能分析结果表明,碳纳米管的加入能有效地提高粘结剂的结晶度和热稳定性,进而改善生坯在脱脂时的保形性.碳纳米管与粘结剂的非共价键结合有助于碳纳米管的均匀分散,更可能有利于复合材料成型后的脱脂.     

化学镀CuNiP-碳纳米管复合材料的制备与表征

用化学镀的方法在多壁碳纳米管表面沉积Cu—Ni—P合金,制备碳纳米管复合材料．并对制备出来的复合材料进行透射电子显微镜（TEM）和X-射线衍射（XRD）表征．通过XRD对已制备的化学镀合金分析．得出沉积铜为立方面心结构而镍是非晶态．TEM观察复合碳纳米管,发现在其表面沉积有分散均匀纳米级的金属颗粒,Cu-Ni-P合金呈球形．     

一种新型不饱和聚酯酰胺树脂的合成与表征

 为研究可完全环境降解材料以减少环境污染。采用本体熔融聚合法制备了一种新型不饱和聚酯酰胺树脂,并对不饱和聚酯酰胺树脂进行了表征。研究了不饱和聚酯酰胺树脂交联及水解性能。结果表明,新合成的不饱和聚酯酰胺树脂有多种交联方法并可通过热处理有效地增强其力学及降解(水解)性能。因此新合成的不饱和聚酯酰胺树脂是一种具有很大发展前途的可完全环境降解高分子材料。     

碳纳米管/炭黑并用导电橡胶的制备与性能研究

文章基于溶液共混法,制成了一种新型的碳纳米管/炭黑/硅胶多相复合材料.实验利用TEM、压阻测试平台等手段表征和分析了碳纳米管的功能化、添加比例对复合材料性能的影响.实验结果表明:功能化可以有效改善碳纳米管的表面特性,进而改善其在聚合物中的分散性;不同维度纳米材料(碳纳米管/炭黑)的并用会在橡胶体系中形成“葡萄串”结构,...     

应力条件下单壁氮化硼纳米管结构、力学和电学性质

采用第一性原理赝势平面波方法,研究了单壁氮化硼(BN)纳米管在应力条件下的结构、力学和电学性质。计算了不同类型氮化硼纳米管的弹性模量、拉伸强度和Poisson比。结果表明:氮化硼纳米管具有与碳纳米管相同量级的弹性模量(TPa量级)和拉伸强度(GPa量级),可以当作稳定的基体材料用于复合材料的合成中。同时发现:在拉伸情况下,氮化硼纳米管的结构和能带结构均发生一定规律的变化,能隙逐渐减小。这表明,氮化硼纳米管可以用作nm级别的力学传感器。     

热致液晶规则芳-脂族聚酯酰胺的结构与液晶性能

利用热台偏光显微镜、示差扫描量热法（ＤＳＣ）和Ｘ光衍射分析研究了规则芳－脂族聚酯酸胺的结构，包括分子量、介晶单元的空间构型、介晶单元长度，芳环取代基、扭曲结构单元、酯键与酰胺键的比例和柔性间隔基的长度等对其热致液晶性能的影响。     

TiO_2纳米管薄膜的制备及其光电性能研究

将水热法制备的TiO2纳米管在600℃下焙烧,用焙烧产物制备染料敏化太阳能电池中的薄膜电极,同时与未焙烧的TiO2纳米管制备的薄膜电极进行光电性能比较。结果表明,600℃焙烧纳米管产物制备的薄膜电极短路电流和开路电压分别达到17.45mA/cm2和0.60V,光电转化效率提高到5.65%,高于未焙烧的TiO2纳米管制备的薄膜电极相应值,且机械性能良好,不易剥落。     

Reversible electromechanical characteristics of carbon nanotubes under local-probe manipulation

The effects of mechanical deformation on the electrical properties of carbon nanotubes are of interest given the practical potential of nanotubes in electromechanical devices, and they have been studied using both theoretical and experimental approaches. One recent experiment used the tip of an atomic force microscope (AFM) to manipulate multi-walled nanotubes, revealing that changes in the sample resistance were small unless the nanotubes fractured or the metal-tube contacts were perturbed. But it remains unclear how mechanical deformation affects the intrinsic electrical properties of nanotubes. Here we report an experimental and theoretical elucidation of the electromechanical characteristics of individual single-walled carbon nanotubes (SWNTs) under local-probe manipulation. We use AFM tips to deflect suspended SWNTs reversibly, without changing the contact resistance; in situ electrical measurements reveal that the conductance of an SWNT sample can be reduced by two orders of magnitude when deformed by an AFM tip. Our tight-binding simulations indicate that this effect is owing to the formation of local sp3 bonds caused by the mechanical pushing action of the tip.     

Au-Ag合金纳米管填充碳纳米管特性的第一性原理研究

基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算,研究了Au-Ag合金纳米管同轴填充不同线径锯齿型(n, 0)碳纳米管所形成复合系统的稳定性、电子特性和力学性能.结果表明,内、外管间距约为4.20?的Au_xAg_(4-x)@(15, 0)复合系统为具有较大填充率的最稳定结构.能带结构分析表明,相对于自由Au-Ag合金纳米管复合系统的量子电导有所增加,电子态密度分析表明复合系统中的传导电子主要来源于内部Au原子和Ag原子的s电子以及外部C原子的p电子.相对于自由金属纳米管而言,碳纳米管的包裹使得金属纳米管的轴向拉伸临界应变和理想强度大大增加,有效地提高了其力学性能.     

聚苯乙烯/碳纳米管复合材料的力学性能与结构

研究了聚苯乙烯／碳纳米管复合材料的力学性能，探讨了该材料的微观结构与性能之间的关系，结果表明，在碳纳米管加入量为1.0%时，复合材料的拉伸强度和冲击韧性较高，综合性能达到最佳，此时，碳纳米管在基体中呈纳米级分布，而且碳纳米管对苯乙烯的聚合过程没有阻碍作用。     

Amino-functionalized carbon nanotubes/polyphosphazene hybrids for improving the fire safety and mechanical properties of epoxy

To expand further modern industrial applications of epoxy resin (EP), the urgent problems of flammability and poor mechanical properties have to be solved. Therefore, amino-functionalized carbon nanotubes (AFP@CNTs) was designed and successfully synthesized to enhance the comprehensive properties, including fire safety and mechanical properties. Especially, the flame retardant mechanism, the combustion and pyrolysis process of EP/AFP@CNTs were investigated as well. With the addition of 1.5 ?wt% AFP@CNTs, the peak heat release rate (PHRR) and total heat release (THR) of EP were reduced by 27.6% and 29.0%, respectively, which may due to the cooperative effect between the phosphorus-nitrogen synergistic flame retardant of polyphosphazene and the cohesive phase flame retardant of carbon nanotubes. In addition, the mechanical performance of EP/AFP@CNTs composites were also investigated. The results showed that the impact strength, tensile strength and the storage modulus effectively increased by 65.0%, 29.0% and 13.2%, respectively. Meanwhile, the change of the combustion and pyrolysis process of EP/AFP@CNTs may be attributed to the catalytic effect of the amino-functionalized polyphosphazene, which could participate in the formation of epoxy thermal curing crosslinking network and catalyze the degradation process of epoxy resin.     

Nanotechnology: 'buckypaper' from coaxial nanotubes

Double-walled carbon nanotubes are needed in a pure, highly crystalline form before features such as their electronic properties, thermal transport and mechanical behaviour can be investigated. Here we fabricate a paper-like material that consists of hexagonally packed bundles of clean, coaxial carbon nanotubes whose double walls vary little in diameter; it is prepared in high yields using chemical-vapour deposition with a conditioning catalyst and two-step purification. Our results will enable investigation of the physical properties of double-walled carbon nanotubes, which are predicted to be superior to those of both their single- and multiwalled relatives.     

埃洛石纳米管对聚乳酸基材料的改性研究进展

埃洛石纳米管（HNTs）是一种天然的无机纳米管状材料，具有与高岭土相似的化学组成以及与碳纳米管类似的一维结构，因其来源广泛、价格低廉，并且具有较大的长径比、较大的比表面积以及高模量等特点，近年来受到广泛关注并被应用于高分子材料的改性之中。本文在HNTs的结构特点和现有的表面改性方法的基础上，梳理了近年来HNTs用于聚乳酸（PLA）基聚合物复合材料改性的相关研究工作，重点关注了HNTs对材料的热稳定性、相结构、结晶性能、降解性能、机械性能以及生物医学性能方面的影响，展望了HNTs改性PLA复合材料的研究和应用前景。