MWCNTsHDPE复合体系的动态流变行为

机械设计制造及其自动化论文，论文编号:JX1235  论文字数:12232.页数:32

摘     要
 利用熔融共混的方法制备了多壁碳纳米MWNTs /高密度聚乙烯 HDPE导电复合体系 ,并研究了该体系的流变学性质。流变测量结果表明,碳纳米管的加入使体系的黏度和模量有很大的提高 ,并且高填充含量时复合体系的黏度表现出强剪切变稀行为。在动态储能模量(G’)、损耗模量(G’’)与频率(ω)关系曲线上，当φ > 3%时出现所谓的“第二平台”，第二平台的出现表明MWNTs与MWNTs之间、MWNTs与聚合物之间存在相互缠结形成网络结构。当复合材料中出现松驰峰的时候，tan获得一个负斜坡对频率的依赖性接近线性。随着的增加tan在低频区逐渐减少，在一定的φ下出现峰值且峰值向高频区域偏移。结果显示，随着MWCNTs的加入在复合材料内部形成了网络结构。而且，温度升高使这个网络结构形成加快。
关键词： 多壁碳纳米管 高密度聚乙烯 动态流变行为

Abstract
 The rheological properties of MWCNTs/HDPE composites prepared by melt mixing process were studied. Rheological results indicate that the storage modulus and complex viscosity of the material increase dramatically when incorporated with MWNTs. Strong shear thinning behavioris observed at high filler concentration. A specific viscoelastic behavior,i.e. the so–called “second plateau”, appeared at low frequency region in cases of φ>3%. This phenomenon could be regarded as a rheological threshold, and could be attributed to the formation of some kind network structure due to MWCNTs aggregation and the interaction between MWCNTs and polymer matrix. Tan adopts a minus slope and is approximately linearly dependent on frequency for the polymer while a relaxation peak is observed in the composites. Increasing  leads to a gradual reduction in the tan values in the low- zone accompanied by a shift of the peak to high frequencies. The results indicate the formation of MWCNT network in the composite with the addiction of MWCNTs. Moreover, the increase of temperature accelerates this the formation of MWCNT network.
Key words: MWCNTs  HDPE  Dynamic Rheological behavior 

目   录
摘   要
Abstract 
目   录
第一章 绪论 1
 1.1 研究背景 1
 1.2 碳纳米管简介 1
 1.2.1 碳纳米管的结构特点 1
 1.2.2 碳纳米管的性能 2
 1.3 聚合物/碳纳米管复合材料概述 2
 1.3.1 聚合物/碳纳米管复合材料的制备方法 3
 1.3.2 碳纳米管复合材料的应用现状 4
 1.4 粒子填充聚合物材料的流变行为 4
 1.4.1 聚合物的粘弹性及动态流变学 5
 1.4.2 粒子填充聚合物的粘弹行为 8
 1.5 课题的提出 8
 1.6 课题的研究内容 8
第二章 MWCNTs/HDPE复合体系的原料和研究工艺流程 10
2.1 原料 10
2.2 样品编号及其质量配比 10
2.3 碳纳米管/高密度聚乙烯复合材料的研究工艺流程 11
第三章 MWCNTs/HDPE 复合体系的动态流变行为研究 14
 3.1 引言 14
 3.2 测试条件 14
 3.3 不同温度下复合体系动态流变行为的频率依赖性 15
 3.4 温度对MWCNTs/HDPE复合材料粘弹行为频率依赖性的影响 21
第四章 总结 25
参考文献 26
致谢 29