[发明专利]一种碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备方法，包括的步骤有：将原生碳纳米管气流磨后，羧基化，在缩合剂的作用下，在碳纳米管表面引入具有柔韧性结构的多元脂肪胺。采用热熔法将环氧树脂、碳纳米管混合、高速搅拌、超声处理，在加入芳香胺固化成型，制得碳纳米管/环氧树脂复合材料，检测其拉伸、冲击性能。本发明的有益效果是：在碳纳米管表面进行接枝多元脂肪胺，提高碳纳米管的表面官能化效率，降低碳纳米管的表面能，减少了碳纳米管自身的团聚，促进了碳纳米管在环氧树脂中分散；碳纳米管表面引入的活性的胺基，增强了两者的亲和力，通过与树脂的化学反应，碳纳米管与环氧树脂得到有机的连接。本发明制备工艺简单，制得的复合材料力学性能优良，便于碳纳米管以后的工业化应用。

主权项

1.一种碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)原生碳纳米管进行气流磨处理后，待用；(2)将步骤(1)的碳纳米管和质量浓度为68.0％的浓硝酸按照质量体积比为1.0g/50～100ml的比例进行混合，混合物超声30～120min后，60～90℃下搅拌冷凝回流20～48h，冷却，大量去离子水稀释，微孔滤膜减压抽滤洗涤至中性，产物在90℃真空干燥，粉碎，得到羧基化的碳纳米管；(3)将步骤(2)中的碳纳米管与缩合剂、二甲基甲酰胺及二元或多元脂肪胺按比例充分混合，重量/体积比为：碳纳米管∶缩合剂∶二甲基甲酰胺∶二元或多元脂肪胺＝1g∶4～8g∶20～60ml∶20～40g；在120～130℃冷凝回流24～48h，冷却，用无水乙醇稀释，微孔滤膜减压抽滤，洗去残留的杂质，80℃真空干燥，粉碎，就得到接枝二元或多元脂肪胺的碳纳米管；(4)将步骤(3)得到的碳纳米管与环氧树脂及芳香胺固化剂按比例进行混合，固化反应后成型；(5)步骤(4)中的实验过程是先称量环氧树脂和碳纳米管，将环氧树脂在130～180℃下衡温20～40min，然后将干燥的碳纳米管加入其中，高速搅拌10～20min，超声10～30min，再将熔化的固化剂加入其中，高速搅拌10～20min，浇铸到标准模具中固化成型，就制得了碳纳米管/环氧树脂复合材料。