表面功能化多壁碳纳米管的合成以及碳纳米管/环氧树脂复合材料的性能研究

摘要

以4，4’-二羟基联苯、环氧氯丙烷为主要原料，苄基三甲基溴化铵为催化剂，合成液晶环氧小分子(DGEBP)。并以碳纳米管(MWCNT)为原料，通过三步酸化、水洗合成表面羧基化(MWCNT-COOH)。用MWCNT-COOH，在三苯基膦的催化下，合成表面环氧化(MWCNT-EPO)碳纳米管。采用1H-NMR、IR、DSC、TG、RAMAN、TEM等测试手段对DGEBP和功能化碳纳米管进行系统的表征。得到了较纯的液晶小分子产物，羧基和环氧基也成功的接在了碳纳米管上。
　　 以非等温DSC为表征手段，对不同含量表面羧基化碳纳米管的1％MWCNT-COOH/E-51/DDM，3％MWCNT-COOH/E.51/DDM，5％MWCNT-COOH/E-51/DDM复合材料；以及不同含量表面环氧化碳纳米管1％MWCNT-EPO/E-51/DDM，3％MWCNT-EPO/E-51/DDM，5％MWCNT-EPO/E-51/DDM复合材料各固化体系的固化反应活性、表观活化能等进行了系统研究和对照。结果表明，混有羧化或者环氧化碳纳米管的固化体系反应活性略微强于原E-51/DDM固化体系，但变化不大。其表观活化能由Kissssinger公式计算得到，无论是羧基化碳纳米管还是环氧化碳纳米管，其表观活化能只是略有下降，并随着碳纳米管的含量增加而降低。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前 言

第一节 环氧树脂概述

1.1.1 环氧树脂简介

1.1.2 环氧树脂改性

第二节 碳纳米管

1.2.1 碳纳米管简介

1.2.2 碳纳米管的性能

1.2.3 碳纳米管的化学改性

1.2.4 碳纳米管改性总结

第三节 碳纳米管/高分子复合材料简介

1.3.1 环氧树脂/碳纳米管复合材料

1.3.2 丙烯酸酯/碳纳米管复合材料

1.3.3 烃类高分子/碳纳米管复合材料

1.3.4 共轭高分子/碳纳米管复合材料

第四节 本实验的研究思路和需要开展的工作

第二章 合成与表征

第一节 实验试剂和仪器

2.1.1 主要试剂及其规格、型号

2.1.2 仪器设备

第二节 合成与表征部分

2.2.1 二羟基联苯二环氧甘油醚(DGEBP)的合成[]和表征

2.2.2 羧基化碳纳米管和环氧化碳纳米管的合成和表征

第三章 非等温DSC法对复合材料固化体系反应活性和表观活化能的研究

第一节 复合材料的原料、试样制备及测试方法

3.1.1 原料

3.1.2 试样制备

3.1.3 非等温DSC的测试方法

第二节 固化体系的反应活性研究

3.2.1 MWCT-COOH/E-51/DDM复合材料固化体系

3.2.2 MWCNT-COOH/E-51/DDM复合材料固化体系

3.2.3 总结

第三节 固化体系的表观活化能研究

第四章 结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果