碳纳米管对聚酰亚胺同质复合膜热膨胀系数的影响

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20220228.010

复合材料科学与工程 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (2): 62-67.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20220228.010

碳纳米管对聚酰亚胺同质复合膜热膨胀系数的影响

王克杰^1,2, 陆诚^1,2, 邵慧奇¹, 蒋金华^1,2, 陈南梁^1,2*

1.东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心,上海201620;
2.东华大学纺织学院,上海201620

收稿日期:2021-03-29 出版日期:2022-02-28 发布日期:2022-03-14
通讯作者: 陈南梁(1962-),男,教授,博士,主要研究方向为产业用纺织品、纺织复合材料,nlch@dhu.edu.cn。
作者简介:王克杰(1995-),男,硕士研究生,主要从事柔性膜结构材料制备与性能方面的研究。
基金资助:
上海市科学技术委员会资助上海市自然科学基金(20ZR1400600);中央高校基本科研业务费专项资金项目(2232021G-06,2232020A-05)

Effect of carbon nanotubes on the thermal expansion coefficient ofpolyimide homogeneous composite membrane

WANG Ke-jie^1,2, LU Cheng^1,2, SHAO Hui-qi¹, JIANG Jin-hua^1,2, CHEN Nan-liang^1,2*

1. Engineering Research Center of Textile Technical Education Ministry, Donghua University, Shanghai 201620, China;
2. College of Textile, Donghua University, Shanghai 201620, China

Received:2021-03-29 Online:2022-02-28 Published:2022-03-14

摘要/Abstract

摘要： 聚酰亚胺(PI)复合材料有着优异的性能和广泛的用途,为满足其不同的使用场景和热稳定性能需求,本文在利用热亚胺化工艺制备PI同质复合膜的过程中,在PAA树脂基体中加入了不同含量的碳纳米管(CNTs),测试了其力学性能、热稳定性和热膨胀系数(CTE)等。结果表明:当CNTs含量为0.1%时,复合膜材料拉伸强度和弹性模量分别提高5.6%和8.3%,当CNTs含量增加时,拉伸强度和弹性模量开始下降;CNTs的加入并未改变复合膜材料的分子链段,对复合膜热稳定性影响不大;CNTs加入后,导致树脂基体在纤维间的分布不均匀,甚至堆积在复合膜的表面;CNTs对降低复合膜的CTE有着显著影响,当CNTs含量为0.1%时,复合膜的CTE最低。

关键词: 聚酰亚胺, 碳纳米管, 力学性能, 热稳定性, 热膨胀系数

Abstract: Polyimide (PI) composite materials have excellent properties and a wide range of uses. In order to meet their different usage scenarios and thermal stability requirements, this article uses the thermal imidization process to prepare PI homogeneous composite membranes. Different content of carbon nanotubes (CNTs) were added to the PAA resin matrix, and its mechanical properties, thermal stability and coefficient of thermal expansion (CTE) were tested. The results show that when the content of CNTs is 0.1%, the tensile strength and elastic modulus of the composite film material increase by 5.6% and 8.3%, respectively. When the content of CNTs increases. The tensile strength and elastic modulus begin to decrease. The addition of CNTs does not change the molecular segments of the composite membrane material and have little effect on the thermal stability of the composite membrane. The resin matrix after CNTs are added is unevenly distributed among the fibers, and evenly accumulates on the surface of the composite membrane. CNTs have a significant effect on reducing the CTE of the composite membrane, and when the CNTs content is 0.1%, the CTE of the composite membrane is the lowest.

Key words: polyimide, carbon nanotubes, mechanical properties, thermal stability, thermal expansion coefficient

中图分类号:

TB332

王克杰, 陆诚, 邵慧奇, 蒋金华, 陈南梁. 碳纳米管对聚酰亚胺同质复合膜热膨胀系数的影响[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(2): 62-67.

WANG Ke-jie, LU Cheng, SHAO Hui-qi, JIANG Jin-hua, CHEN Nan-liang. Effect of carbon nanotubes on the thermal expansion coefficient ofpolyimide homogeneous composite membrane[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2022, 0(2): 62-67.

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Effect of carbon nanotubes on the thermal expansion coefficient ofpolyimide homogeneous composite membrane

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