Fenton处理碳纳米管增强氰酸酯复合材料的热稳定性和电性能研究

本研究论文主要关注于碳纳米管(Carbon Nanotubes, MWNTs)与氰酸酯(Cyanate Esters, BACy)复合材料的制备及其性能特性。作者韩财飞、顾嫒娟、梁国正和袁莉，来自苏州大学材料与化学化工学部，通过对MWNTs进行Fenton试剂处理，实现了MWNTs表面的羟基化改性，制备出了两种复合材料：多壁碳纳米管/氰酸酯(M/B)以及羟基化改性的多壁碳纳米管/氰酸酯(M-OH/B)。 Fenton试剂在处理过程中起到了关键作用，它能够在MWNTs的表面引入羟基(-OH)，这不仅改变了纳米管的表面性质，还对材料的性能产生了显著影响。结果显示，未改性的MWNTs掺入复合材料中会降低材料的玻璃转变温度(Tg)，即耐热性有所下降。然而，通过羟基化改性得到的MWNTs—OH/B复合材料，其Tg保持稳定，且具有显著提高的热稳定性。 在电性能方面，复合材料的介电常数随MWNTs含量的增加快速上升，但当MWNTs的添加量达到一定程度后，介电常数反而会下降。这意味着存在一个最优的掺杂比例，以平衡电性能和热稳定性。此外，M-OH/B复合材料在发生渗流效应时，其渗流阈值高于M/B复合材料，表明改性后的材料具有更好的防止水分渗透的能力。 当M-OH/B复合材料受到频率影响时，其介电常数和介电损耗呈现出随着实验频率的增加而迅速降低的趋势。这种现象对于设计具有特定频率响应的电子设备或传感器应用具有重要意义，因为它可以控制材料的电磁性能。 总结来说，该研究深入探讨了碳纳米管与氰酸酯复合材料的制备策略及其在热稳定性和电性能方面的变化规律，为优化此类复合材料的设计提供了有价值的理论依据。这对于开发高性能的纳米复合材料，尤其是在电子、能源和传感等领域，具有重要的科学价值和实际应用前景。