Language
Country/Area
No result found
Революция углеродных нанотрубок: как они удивительно улучшают механические свойства полимеров?
В области материаловедения, полимерные композитные материалы (PMC) получили широкое внимание к своей структурной прочве и легким свойствам.Недавние исследования показывают, что углеродные нанотрубки, как подкрепляющие материалы, приносят инновационные достижения, и эти волокна могут значительно улучшить механические свойства полимеров.Это оказывает глубокое влияние на различные области применения, такие как аэрокосмическая, автомобили и архитектура.
углеродные нанотрубки известны своей превосходной силой и жесткостью и могут значительно улучшить характеристики материала при низких объемных нагрузках.
Матрица композитов на основе полимеров обычно изготовлена из термосетки или термопластичных полимеров.Термозовые смолы, такие как эпоксидные смолы, являются наиболее распространенным типом в промышленности композитов.После отверждения эти смолы больше не меняют форму, что делает их подходящими для многих промышленных применений.
Характеристики и преимущества углеродных нанотрубок
Сильная структура ковалентной связи углеродных нанотрубок придает ему чрезвычайно высокую жесткость и прочность на растяжение, а его плотность также очень низкая.Эти уникальные свойства означают, что углеродные нанотрубки могут значительно повысить производительность полимера даже при объемных нагрузках менее 2%.Однако, чтобы воспользоваться этими характеристиками, требуются хорошие возможности переноса нагрузки между углеродными нанотрубками и матрицей.
Эффективный перенос нагрузки имеет важное значение для механических свойств полимеров с усиленными углеродами.
Исследование показывает, что использование длинных углеродных нанотрубок может повысить жесткость и прочность на растяжение, главным образом потому, что они могут обеспечить большие расстояния переноса стресса.Кроме того, короткие углеродные нанотрубки не могут значительно улучшить свойства материала, если им не хватает хорошей межфазной адгезии.
Метод функционализации углеродных нанотрубок
Для продвижения интерфейсной связи между углеродными нанотрубками и полимерной матрицей ученые изучали различные методы функционализации.Эти методы можно разделить на нековалентные и ковалентные стратегии.Нековалентная модификация обычно включает адсорбцию или покрытие полимерами путем силы ван-дер-ваальса или π-укладки, в то время как ковалентная функционализация достигается путем образования связей непосредственно на поверхности углеродных нанотрубок.
Эти методы модификации позволяют углеродным нанотрубкам лучше взаимодействовать с полимерной матрицей и улучшать механические свойства.
Применение углеродных нанотрубок в разных полимерах
с учетом свойств полимерных полимерных полимерных композитов, удерживаемых углеродными нанотрубками, имеют различные стратегии реализации в различных операциях.Для термореактивных полимеров нанотрубки можно смешивать со смолой с помощью раствора;Однако при обработке расплава чрезвычайно высокая нагрузка на углеродные нанотрубки может привести к повышению вязкости, что затрудняет обработку.
перспективы и проблемы
Хотя углеродные нанотрубки имеют большой потенциал в качестве армирования, они все равно сталкиваются с многими проблемами в коммерческих приложениях.Включая такие проблемы, как, как контролировать дисперсию углеродных нанотрубок, улучшение адгезии интерфейса и снижение затрат на производство, углубленные исследования и исследования все еще необходимы.Благодаря непрерывному развитию технологий, углеродные нанотрубки могут применяться в большем количестве материалов в будущем и полностью изменять текущий ландшафт материалов.
Итак, как этот революционный материал будет формировать нашу будущую жизнь и промышленность?
