IKN研磨分散机在聚合物/碳纳米管复合材料应用

常见的制备聚合物/碳纳米管复合材料的方法有溶液共混法、熔融共混法、原位聚合法等。

溶液共混法

溶液共混法是先将碳纳米管在适当的溶剂中通过研磨分散机进行分散，然后加入聚合物，使碳纳米管在溶剂中和聚合物充分混合，*后通过一定的工艺设备得到聚合物/碳纳米管复合材料。但是超声等分散装置的长时间作用，会使碳纳米管断裂而变短，*终影响复合材料的使用性能。He[20]等将在酒精中超声分散的多壁碳纳米管的甲苯溶液混合分散、机械搅拌24 h来达到成分均一，过滤溶剂后干燥模压，得到质量分数为1% - 10%的复合材料，通过扫描电镜研究发现CNTs缠结打开，分散均匀。Li 等[21]以碳纳米管为导电体，与PVDF复合后发现，复合材料的渗流阈值仅为3.8%，在室温及1 KZ下，复合材料的介电常数高达3600，这可归因于碳纳米管具有较长的长径比和较高的导电率; 溶液共混法制备聚合物/碳纳米管复合材料，碳纳米管在聚合物中的分散性良好，但是由于溶液不能回收利用，对环境造成了很大的污染，同时也增大了成产成本。另外，溶剂也不能够从复合材料中完全地去除，使材料的使用性能大大降低。

6.2熔融共混法

熔融共混是通过挤出、注塑等加工设备中较大的剪切作用研磨分散机和适宜的加工温度使碳纳米管与聚合物得到充分混合来制备聚合物/碳纳米管复合材料。浙江大学的李文春等[22]将多壁碳纳米管 (MWNTS) 和 PE-HD在Hakke转矩流变仪中熔融共混( 155 oC、15 min、70 r / min)，然后热压制备矩形薄片试样。经过对质量分数为6%的复合材料进行SEM观察，照片显示碳纳米管以聚集体形式分布在聚合物基体中，且存在聚集体之间的相互缠结。熔融共混法具有加工速度快、方便、没有溶剂残留、易于实现工业化生产，但是碳纳米管在聚合物中的分散性较差，使复合材料的使用性能降低。

6.3 原位合成法

通过诱导碳纳米管在聚合物基体上沉积，与聚合物表面的活性物质发生反应从而得到聚合物/碳纳米管复合材料。通过原位合成法可以使碳纳米管均匀地分散在聚合物中，同时还可以增强碳纳米管和聚合物之间的相互作用力，从而降低体系的导电渗流阈值。A. Nogales等[23] 采用原位聚合法制备了聚对苯二甲酸丁二醇酯( PBT) /SWNTs 复合材料，得到的渗流阈值质量分数仅为0.2 %，得到低导电渗流阈值。Deng Jiangguo等[24]通过原位聚合制备了聚丙烯腈( PAN) /CNTs 复合材料。PAN分子链将CNTs相连成完善的导电通路，使复合材料的导电性能大为增加，加入质量分数0.2% 的CNTs就能使材料的电导率提高3倍。通过原位合成法制备聚合物/碳纳米管高介电复合材料，会使碳纳米管和聚合物之间形成一定的化学键，在增强它们之间相互作用的同时，使复合材料的灵活性降低。6.4 其他方法

四川大学的李姜等[25]在微层共挤出设备，通过不同数目的分层叠加单元，制备了1-128层多壁碳纳米管(WMNTs) 填充聚丙烯的复合材料。SEM结果表明: WMNTs经过数个分层叠加单元后，能够沿着挤出方向有序排列。微纳多层共挤出的加工方法是利用分层叠加单元的反复剪切叠加作用对缠结的碳纳米管进行解缠，并促使碳纳米管在聚合物基体中实现有序排列和分散，以此来提高复合材料的使用性能和加工性能。这是一种新型的聚合物/碳纳米管复合材料的制备方法，由于在多层共挤中流道中的流变理论尚不明确而限制了此加工工艺的应用。

IKN研磨分散机

碳纳米管填充聚合物可以得到使用性能优良的聚合物基复合材料。在信息电子工业中有广泛的应用前景。碳纳米管由于具有很大的长径比和比表面积，是理想的填充材料。但是在聚合物/碳纳米管复合材料的研究中还存在很多问题:1) 虽然对聚合物 / 碳纳米管复合材料做了大量的研究，但是目前还没有实现工业化生产;2) 对聚合物和碳纳米管之间的作用机理还缺乏系统和深入地研究，使其限制了碳纳米管的应用;3) 碳纳米管由于其较大的长径比结构而使其缠结比较严重，碳纳米管的缠结会对复合材料的使用性能具有很大的影响。在目前看来还没有有效的分散碳纳米管的方法;4) 碳纳米管的形貌，尺寸和分散情况都会对复合材料的使用性能产生很重要的影响，目前还没有有效的生产工艺来实现对碳纳米管的形态和形貌的控制。