碳納米管改性聚酰亞胺復(fù)合材料研磨分散機

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   為進一步提高聚酰亞胺(PI)的力學(xué)、熱學(xué)等性能,對聚酰亞胺的改性成為近期使用上海依肯機械剝離研磨分散機研究熱點之一。

碳納米管自1991年被Iijima發(fā)現(xiàn)以來,因其*的機械、電學(xué)和其它優(yōu)異的特性而日益受到關(guān)注,成為物理、化學(xué)和材料科學(xué)zui前沿的研究領(lǐng)域之一,碳納米管也因此成為聚酰亞胺改性的shou選一維納米材料。

為有效地提高多壁碳納米管(MWNTs)在基體中的分散性及其與基體之間的界面作用力,本文首先對MWNTs管進行了表面修飾。*步,用濃硫酸和濃硝酸的混合液對MWNTs進行酸化處理,第二步,用廉價的十八烷基異氰酸酯對酸化過的MWNTs進行烷基化處理。通過傅立葉紅外光譜(FT-IR)、拉曼光譜(Raman)、透射電鏡(TEM)、元素分析(EA)、及熱失重分析(TGA)對表面功能化的MWNTs進行了分析。結(jié)果表明,在MWNTs表面成功地接枝上含有十八個碳原子的小分子,有效提高了碳納米管在溶液和基體聚合物中的分散性,這種烷基化處理相對簡單、廉價。 采用均苯四甲酸酐(PMDA)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)作為單體,合成聚酰亞胺的前驅(qū)體聚酰胺酸(PAA)。采用溶液共混的方法制備了MWNT/PAA復(fù)合溶液,并對所配制的MWNF/PAA復(fù)合溶液進行了動態(tài)流變測試。

 
 

 結(jié)果表明：

(1)隨著碳納米管含量的增加,MWNT/PAA納米復(fù)合溶液的儲能模量和損耗模量增加,力學(xué)損耗減小,復(fù)數(shù)粘度增加;

(2)隨著頻率的增加,MWNT/PAA納米復(fù)合溶液儲能模量和損耗模量增加,復(fù)數(shù)粘度減小,出現(xiàn)明顯的切力變稀的現(xiàn)象;

(3)隨著溫度的升高,儲能模量和損耗模量下降,力學(xué)損耗及復(fù)數(shù)粘度也下降。 將MWNT/PAA溶液澆制成MWNT/PAA復(fù)合材料,并進行熱酰亞胺化,得到MWNT/PI復(fù)合材料。采用FT-IR、SEM、TGA、DMA、拉伸強力儀對納米復(fù)合材料進行了結(jié)構(gòu)表征和性能分析。

結(jié)果表明,

(1)FT-IR中出現(xiàn)了PAA及PI的特征吸收峰,這說明了成功制備了PAA及相應(yīng)的PI;

(2)SEM照片顯示MWNTs在PI基體中分散良好,使得MWNTs與PI基體之間形成較強的界面作用力;

(3)對所制備的MWNT/PI復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和熱分解動力學(xué)進行了詳細(xì)研究,發(fā)現(xiàn)MWNTs加入后,納米復(fù)合材料的熱分解溫度得到了提高,而且熱分解活化能也由不同程度的改善,其分解活化能由370.2KJ/mol(PI)提高到449.2KJ/mol(10%MWNT/PI);同時玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T_g)得到了提高,當(dāng)MWNTs含量為5%時,T_g增加到415℃;

(4)隨著MWNTs含量的增加,MWNT/PI納米復(fù)合材料的力學(xué)性能得到了明顯的提高,當(dāng)MWNTs含量為7%時,納米復(fù)合材料的斷裂強力達(dá)到zui大值130MPa,比純PI材料的斷裂強度提高了46%,起到明顯的增強作用。

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。*級由具有精細(xì)度遞升的三級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調(diào)整到所需要的與轉(zhuǎn)子之間的距離。在增強的流體湍流下，凹槽在每級都可以改變方向。

第二級由轉(zhuǎn)定子組成。分散頭的設(shè)計也很好地滿足不同粘度的物質(zhì)以及顆粒粒徑的需要。在線式的定子和轉(zhuǎn)子（乳化頭）和批次式機器的工作頭設(shè)計的不同主要是因為在對輸送性的要求方面，特別要引起注意的是：在粗精度、中等精度、細(xì)精度和其他一些工作頭類型之間的區(qū)別不光是轉(zhuǎn)子齒的排列，還有一個很重要的區(qū)別是不同工作頭的幾何學(xué)特征不一樣。狹槽數(shù)、狹槽寬度以及其他幾何學(xué)特征都能改變定子和轉(zhuǎn)子工作頭的不同功能。根據(jù)以往的慣例，依據(jù)以前的經(jīng)驗工作頭來滿足一個具體的應(yīng)用。在大多數(shù)情況下，機器的構(gòu)造是和具體應(yīng)用相匹配的，因而它對制造出zui終產(chǎn)品是很重要。當(dāng)不確定一種工作頭的構(gòu)造是否滿足預(yù)期的應(yīng)用。

CMD2000系列的線速度很高，剪切間隙非常小，這樣當(dāng)物料經(jīng)過的時候，形成的摩擦力就比較劇烈，結(jié)果就是通常所說的濕磨。定轉(zhuǎn)子被制成圓椎形，具有精細(xì)度遞升的三級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調(diào)整到所需要的與轉(zhuǎn)子之間的距離。在增強的流體湍流下，凹槽在每級都可以改變方向。高質(zhì)量的表面拋光和結(jié)構(gòu)材料，可以滿足不同行業(yè)的多種要求。

1 表中上限處理量是指介質(zhì)為“水”的測定數(shù)據(jù)。
2 處理量取決于物料的粘度，稠度和zui終產(chǎn)品的要求。
3 如高溫，高壓，易燃易爆，腐蝕性等工況，必須提供準(zhǔn)確的參數(shù)，以便選型和定制。
4 本表的數(shù)據(jù)因技術(shù)改動，定制而不符，正確的參數(shù)以提供的實物為準(zhǔn)

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