碳纳米管在聚合物中的应用及性能研究

论文摘要

自从碳纳米管于1991年由日本电子显微镜学家lijima发现以来,其特有的力学、电学、热学等理化性质、独特的准一维管状分子结构和在未来高科技领域诸多潜在的应用价值迅速成为化学、物理、生物、材料等领域科学工作者的研究热点。目前国内外在碳纳米管的制备、纯化、修饰、表征、性质等方面都已取得了很多研究成果。随着人们对碳纳米管研究的深入和碳纳米管制备技术的日趋成熟,碳纳米管的实际应用已经成为科学界和产业界共同关心的问题,其中碳纳米管在聚合物材料中的应用尤其引人注目,许多科学工作者已经对聚合物/碳纳米管复合材料的制备开展了一些研究工作,但在工业生产中真正将碳纳米管应用到聚合物中的报道还很少。基于这样一个背景,本文拟将碳纳米管分散到聚合物中以制备具有一定导热性能较高的复合材料,并对其中涉及到的碳纳米管的表面修饰等问题进行了一系列研究。本论文的主要内容包括:1.碳纳米管的研究背景及应用现状。2.碳纳米管的性质、制备方法、纯化方法、修饰改性。3.碳管聚合物复合材料的制备、分散、导热原理。4.碳纳米管/导热硅脂复合材料的导热性能研究5.碳纳米管/环氧树脂复合材料的吸波性能研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 碳纳米管的性质及应用
• 1.1 碳纳米管的特性
• 1.1.1 力学性能
• 1.1.2 电学性能
• 1.1.3 传热性能
• 1.2 碳纳米管的应用
• 1.2.1 碳纳米管在发光材料方面的应用
• 1.2.2 碳纳米管在纳米器件中的应用
• 1.2.3 碳纳米管在CPU芯片散热方面的应用
• 1.2.4 碳管在笔记本电脑的应用
• 1.2.5 全球第一款碳管CPU散热器
• 第2章 碳纳米管的制备、修饰
• 2.1 碳纳米管的制备
• 2.1.1 电弧法
• 2.1.2 催化裂解法（CVD法）
• 2.1.3 水热法
• 2.1.4 其它方法
• 2.2 碳纳米管的纯化
• 2.2.1 物理提纯
• 2.2.2 化学提纯
• 2.3 碳纳米管的修饰及改性
• 2.3.1 物理修饰
• 2.3.2 化学修饰
• 第3章 碳纳米管聚合物复合材料的制备、分散、导热机理
• 3.1 常用的制备方法有以下几种:
• 3.1.1 纳米碳管填充法
• 3.1.2 原位合成法
• 3.1.3 溶胶—凝胶法
• 3.2 分散方法
• 3.2.1 表面化学修饰
• 3.2.2 分散剂分散
• 3.2.3 超声分散
• 3.2.4 机械分散
• 3.3 碳管/聚合物复合材料的导热机理
• 3.4 导热硅脂
• 3.4.1 导热硅脂的特性
• 3.4.2 导热硅脂的种类
• 第4章 碳纳米管/导热硅脂复合材料制备工艺及性能研究
• 4.1 研究背景
• 4.2 原料制备
• 4.2.1 原料与试剂
• 4.2.2 仪器与设备
• 4.3 制备工艺
• 4.3.1 碳纳米管的预处理
• 4.3.2 碳纳米管的纯化
• 4.3.3 碳纳米管的改性
• 4.3.4 复合材料的制备工艺
• 4.4 试验结果讨论
• 4.4.1 碳纳米管的结构表征
• 4.4.2 酯化碳纳米管的红外光谱分析
• 4.4.3 碳纳米管/导热硅脂复合材料导热系数和体积电阻率测试结果
• 4.5 碳纳米管/导热硅脂复合材料导热系数增大的原因分析
• 第5章 碳纳米管/环氧树脂复合材料的吸波性能研究
• 5.1 研究背景
• 5.2 原料制备
• 5.2.1 原料与试剂
• 5.2.2 仪器与设备
• 5.3 制备工艺
• 5.3.1 碳纳米管的预处理
• 5.3.2 复合材料的制备工艺
• 5.4 试验结果讨论
• 5.4.1 碳纳米管的结构表征
• 5.4.2 复合材料的吸波曲线
• 5.5 碳纳米管/环氧树脂复合材料的吸波性能原因分析
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果