碳纳米管/酚醛树脂基复合材料的研究进展

卢月美; 舒经海

doi:10.11973/jxgccl201511001

碳纳米管/酚醛树脂基复合材料的研究进展

福州大学机械工程及自动化学院，福州 350108

基金项目:

福建省教育厅科技项目(JA12046)

福州大学科技发展基金资助项目(2013-XQ-20)

详细信息

作者简介:
卢月美(1975-)，女，福建建阳人，副教授，博士。

中图分类号: TB33
计量
- 文章访问数: 24
- HTML全文浏览量: 5
- PDF下载量: 3
出版历程
- 收稿日期: 2015-09-22
- 刊出日期: 2015-11-19

Research Progress on Carbon Nanotube/Phenolic Resin Matrix Composite

摘要

摘要: 介绍了酚醛树脂(PF)的性质及对其增强改性的必要性，阐述了对碳纳米管(CNTs)进行修饰预处理的原因,并对几种修饰预处理方法进行了归纳对比;然后综述了CNTs/PF基复合材料的制备方法和性能，归纳分析了三种制备方法——溶液共混、干粉混合和原位聚合的优缺点，以及复合材料的力学性能、热学性能和摩擦学性能;最后指出，不能完全有效地阻止CNTs在PF基体中的团聚以及CNTs的增强机理不成熟是现阶段研究CNTs/PF基复合材料面临的两个问题，并针对存在的问题给出了CNTs/PF基复合材料今后的主要研究方向。
- 碳纳米管 /
- 酚醛树脂 /
- 复合材料 /
- 制备方法 /
- 力学性能 /
- 热学性能 /
- 摩擦学性能
Abstract: The properties and reinforcement necessity of phenolic resin (PF) are introduced. The causes of modifing carbon nanotubes(CNTs) are expunded and several modification methods are compared. Three kinds of methods of preparing CNTs/PF matrix composite are summarized, including solution blending, dry powder mixing and in-situ polymerization. Meanwhile, their advantages and weakness are analyzed comparatively, and then the mechanical, thermal and tribological properties of the composites are reviewed. Finally, two problems are pointed out in the present research of CNTs/PF matrix composite. One is that carbon nanotubes′ reunion in the PF substrate can′t be prevented effectively and thoroughly, and the other is the vagueness of carbon nanotubes′ reinforcement mechanism. For the above problems, main research directions in the future are proposed.
- carbon nanotube (CNT) /
- phenolic resin (PF) /
- composite /
- preparation method /
- mechanical property /
- thermal property /
- tribological property

HTML全文

参考文献(43)

[1]	刘涛，曾黎明. 摩擦材料用改性酚醛树脂的研究进展［J］. 塑料科技，2008，36(12)：84-89.
[2]	方群，杜官本，崔会旺. 纳米材料在酚醛树脂中的应用［J］.中国胶粘剂，2008，17(4)：44-46.
[3]	赵世海，蒋秀明，淮旭国，等. 玄武岩纤维增强酚醛树脂基摩擦材料的摩擦磨损性能［J］. 机械工程材料，2010，34(5)：52-55.
[4]	TANG Z K，ZHANG L Y，WANG N，et al. Super conductivity in 4 angstrom single-walled carbon nanotubes［J］. Science Magazine，2001，292(5526)：2462-2465.
[5]	JANAS D，BONCEL S，KOZIOL K K K. Electrothermal halogenation of carbon nanotube films［J］. Carbon，2014，73：259-266.
[6]	王赛玉，熊惟皓，蔺绍江，等. 碳纳米管预处理及其对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响［J］. 机械工程材料，2012，36(10)：66-69.
[7]	LIU Z Y，XIAO B L，WANG W G，et al. Tensile strength and electrical conductivity of carbon nanotube reinforced aluminum matrix composites fabricated by powder metallurgy combined with friction stir processing［J］. Journal of Materials Science and Technology，2014，30(7)：649-655.
[8]	姚武，陈雷，刘小艳. 碳纳米管分散性研究现状［J］. 材料导报，2013，27(5)：47-50,60.
[9]	张俊华，李锦文，魏化震，等. 连续玄武岩纤维平纹布增强碳纳米管改性酚醛树脂复合材料的研究［J］.纤维复合材料，2011，(4)：10-13.
[10]	黄民富，魏嘉麒，曾效舒，等. 球磨分散工艺对碳纳米管分散的影响［J］. 材料导报，2013，27(增2)：35-38.
[11]	刘琳，叶紫平，胡楠. 修饰碳纳米管对树脂基摩擦材料力学性能的影响［J］. 工程塑料应用，2009，37(9)：13-17.
[12]	LIANG F，LI N，LI X K，et al. Effect of the addition of carbon black and carbon nanotubes on the structure and oxidation resistance of pyrolysed phenolic carbons［J］. New Carbon Materials，2012，27(4)：283-287.
[13]	HUANG Y L，YUEN S M，MA C C M，et al. Morphological, electrical, electromagnetic interference (EMI) shielding, and tribological properties of functionalized multi-walled carbon nanotube/polymethyl methacrylate(PMMA) composites［J］. Composites Science and Technology，2009，69(11/12)：1991-1996.
[14]	GAU C，CHEN S Y，TSAI H L，et al. Fabrication of carbon nanotubes/phenolic nano-composite and its electrical and thermal conductivity measurements［R］. Tainan：3rd International Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics.［S.l.］:［s.n］,2008.
[15]	李瑀，陈彦芳，冯奕钰，等. 氟化碳纳米管的制备方法及相关性质研究进展［J］. 中国科学：技术科学，2010，40(7)：727-736.
[16]	STEPHENSON J J，HUDSON J L，AZAD S，et al. Individualized single walled carbon nanotubes from bulk material using 96% sulfuric acid as solvent［J］. Chemistry of Materials，2006，18(2)：374-377.
[17]	LU Y M，GONG Q M，LU F P，et al. Preparation of sulfonated porous carbon nanotubes/activated carbon composite beads and their adsorption of low density lipoprotein［J］. Journal of Materials Science: Materials in Medicine，2011，22(8)：1855-1862.
[18]	陈文亮，黄春平，柯黎明. 碳纳米管增强铜基复合材料的研究进展［J］. 机械工程材料，2012，36(6)：5-8, 12.
[19]	肖奇，王平华，纪伶伶，等. 分散剂CTAB对碳纳米管悬浮液分散性能的影响［J］. 无机材料学报，2007，22(6)：1122-1126.
[20]	王乾乾，王全杰，李超. 正交试验法分散碳纳米管的初步研究［J］. 西部皮革，2012，34(4)：29-33.
[21]	顾书英，任杰. 聚合物基复合材料［M］.第二版.北京：化学化工出版社，2013：353-369.
[22]	魏化震，李莹，高传民，等. 碳纳米管对酚醛树脂/碳纤维复合材料力学性能的影响［J］. 工程塑料应用，2006，34(6)：13-15.
[23]	SALEH S S M，HAZIAN M A，NASIR R M，et al. Thermal and tribological properties of phenolic/CNT-alumina hybrid composites［J］. Advanced Materials Research，2013，812：226-230.
[24]	MATHUR R B，SINGH B P，DHAMI T L，et al. Influence of carbon nanotube dispersion on the mechanical properties of phenolic resin composites［J］. Polymer Composites，2010，31(2)：321-327.
[25]	LIU L，YE Z P. Effects of modified multi-walled carbon nanotubes on the curing behavior and thermal stability of boron phenolic resin［J］. Polymer Degradation and Stability，2009，94(11)：1972-1978.
[26]	TAI N H，YEH M K，LIU J H. Enhancement of the mechanical properties of carbon nanotube/phenolic composites using a carbon nanotube network as the reinforcement［J］. Carbon，2004，42(12/13)：2774-2777.
[27]	YEH M K，TAI N H，LIN Y J. Mechanical properties of phenolic-based nanocomposites reinforced by multi-walled carbon nanotubes and carbon fibers［J］. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing，2008，39(4)：677-684.
[28]	TAI N H，YEH M K，PENG T H. Experimental study and theoretical analysis on the mechanical properties of SWNTs/phenolic composites［J］. Composites Part B: Engineering，2008，39(6)：926-932.
[29]	MATHUR R B，CHATTERJEE S，SINGH B P. Growth of carbon nanotubes on carbon fibre substrates to produce hybrid/phenolic composites with improved mechanical properties［J］. Composites Science and Technology，2008，68：1608-1615.
[30]	SRIKANTH I，PADMAVATHI N，KUMAR S，et al. Mechanical, thermal and ablative properties of zirconia, CNT modified carbon/phenolic composites［J］. Composites Science and Technology，2013，80：1-7.
[31]	冯青平，谢续明. 多壁碳纳米管改性热固性酚醛树脂的研究［J］. 玻璃钢/复合材料，2007(3)：25-27.
[32]	KIM Y A，KAMIO S，TAJIRI T，et al. Enhanced thermal conductivity of carbon fiber/phenolic resin composites by the introduction of carbon nanotubes［J］. Applied Physics Letters，2007，90(9)：093125/1-093125/3.
[33]	安振河，魏化震，李莹，等. 碳纳米管的分散及其对酚醛树脂热性能的影响［J］. 工程塑料应用，2006，34(1)：19-21.
[34]	WANG Z J，KWON D J，GU G Y，et al. Ablative and mechanical evaluation of CNT/phenolic composites by thermal and microstructural analyses［J］. Composites Part B: Engineering，2014，60：597-602.
[35]	WIRTH A，EGGLESTONA D，WHITAKER R. A fundamental tribochemical study of the third body layer formed during automotive friction braking［J］. Wear，1994，179(1/2)：75-81.
[36]	CHEN W X，LI F，HAN G，et al. Tribological behavior of carbon-nanotube-filled PTFE composites ［J］.Tribology Letters，2003，15(3)：275-278.
[37]	ZHANG L C，ZARUDI I，XIAO K Q. Novel behavior of friction and wear of epoxy composites reinforcedby carbon nanotubes［J］. Wear，2006，261(7)：806-811.
[38]	LIU L，GU A，FANG Z P. The effects of the variations of carbon nanotubes on the micro-tribological behavior of carbon nanotubes/bismaleimide nanocomposite［J］. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing，2007，38(9)：1957-1964.
[39]	VANDER WAL R L，MIYOSHI K，STREET K W，et al. Friction properties of surface-fluorinated carbon nanotubes［J］. Wear，2005，259(1/6)：738-743.
[40]	MIYOSHI K，STREET K W，VANDER WAL R L，et al. Solid lubrication by multi-walled carbon nanotubes in air and in vacuum［J］. Tribology Letters，2005，19(3)：191-201.
[41]	IGARASHI A，TERASAWA T，KANIE M，et al. A morphological study of the effect of carbon nanotube filler on tribology of phenol/formaldehyde resin-based composites［J］. Polymer Journal，2005，37(7)：522-528.
[42]	WANG H Y，LU R G，HUANG Z Y，et al. Effect of surface-treated carbon nanotubes on the mechanical and tribological performances of phenolic resin［J］. Journal of Macromolecular Science: Physics，2012，51(6)：1148-1158.
[43]	刘琳，宋静，叶紫平. 修饰碳纳米管对硼酚醛树脂摩擦性能的影响［J］. 同济大学学报(自然科学版)，2011，39(12)：1844-1849.

施引文献

资源附件(0)

计量

文章访问数: 24
HTML全文浏览量: 5
PDF下载量: 3
被引次数: 0

碳纳米管/酚醛树脂基复合材料的研究进展

作者简介: 卢月美(1975-)，女，福建建阳人，副教授，博士。

计量

出版历程

Research Progress on Carbon Nanotube/Phenolic Resin Matrix Composite

计量

出版历程

目录

作者简介:
卢月美(1975-)，女，福建建阳人，副教授，博士。