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采用混合酸切割一酰氯化方法在多壁碳纳米管(MWNTs)表面接枝乙二胺改性,通过宏观溶解性,红外和热失重等手段对产物的结构和性能进行表征。结果表明,改性碳纳米管能够在甲酸中呈均相溶解,改性碳纳米管的红外光谱上有氨基特征吸收峰,表明碳纳米管接枝上的是氨基,而热失重测试显示改性碳纳米管在220℃左右失重速度开始增加,接枝分子开始脱落。
通过熔融共混法制备了碳纳米管/尼龙1212复合材料,Brabender流变仪显示,改性碳纳米管与尼龙加工过程中扭矩明显较原始碳纳米管/尼龙1212复合材料小,表明改性碳纳米管与尼龙1212相容性得到提高。拉伸测试表明,改性碳纳米管能够提高尼龙1212复合材料的拉伸强度,而断裂伸长率稍有下降。摩擦磨损实验表明,改性碳纳米管的加入,能够显著减少磨损失重和降低摩擦系数,而且磨损失重量和摩擦系数随着改性碳纳米管的含量增加而降低。相同份量的改性碳纳米管与原始碳纳米管相比,改性碳纳米管/尼龙1212的耐磨性更好。
采用DSC法对碳纳米管/尼龙1212复合材料非等温结晶和熔融行为进行研究,结果表明,碳纳米管的存在对成核方式和结晶生长速度产生了很大的影响。碳纳米管对尼龙1212有异相成核的作用,能够提高复合材料的结晶起始温度,但同时也阻碍了尼龙1212分子链运动,表现为复合材料的结晶焓值随碳纳米管含量的增加先增加后降低。
对改性碳纳米管/尼龙1212复合材料分别进行了高温牵引和常温牵引,通过DSC和XRD研究了牵引后复合材料中碳纳米管取向对其晶型和结晶度的影响。通过高温退火处理,研究热处理对常温牵引复合材料晶型变化规律,结果表明复合材料在常温牵引下会发生Brill转变,复合材料由α晶型转变为γ晶型。经过高温退火处理后,复合材料又由γ晶型转变为α晶型,退火温度在这个过程中起到重要作用。