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      WCF/CNT/HDPE材料的拉伸和熱力學(xué)性能研究

      2022-09-19 02:12:54馮晨劉松曾敏麗朱艷秋王南南
      關(guān)鍵詞:結(jié)晶度模量填料

      馮晨,劉松,曾敏麗,朱艷秋,王南南

      (廣西大學(xué) 資源環(huán)境與材料學(xué)院,廣西 南寧 530004)

      0 引言

      近年來,聚合物及其衍生物材料已經(jīng)在一些工業(yè)應(yīng)用上逐漸取代了傳統(tǒng)的金屬材料[1-2]。由于需要在保持材料原有性能的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化,塑料聚合物的作用變得越來越重要;然而,單一聚合物的特性并不總是能滿足特定領(lǐng)域的性能需求,因此,聚合物通常通過添加填充物進(jìn)行改性以提升高分子聚合物的性能[3-4]。

      近年來,特別是在發(fā)達(dá)國家,木質(zhì)纖維素[5-6]因具有成本低、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。研究人員希望它能作為現(xiàn)代工業(yè)的高科技產(chǎn)品進(jìn)行商業(yè)化,從而實(shí)現(xiàn)林業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,最好能成為石油基材料的良好替代品。通過化學(xué)改性從天然生物質(zhì)中提取纖維素已成為更可行和有前途的技術(shù)。近年來,天然纖維已被用來替代聚合物中的傳統(tǒng)合成填料,以合成具有成本效益和高可持續(xù)性的生物聚合物。碳納米管(carbon nanotubes,CNT)[7-8]作為一種超高強(qiáng)度、具有良好導(dǎo)電性、較佳的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的復(fù)合材料納米填料,已經(jīng)在市場(chǎng)上有著非常廣闊的應(yīng)用,因此,同時(shí)具備生物環(huán)保性并且含有CNT的三元復(fù)合材料受到研究者們的廣泛青睞。

      高密度聚乙烯(high-density polyethylene, HDPE)[9-12]作為一種低成本的商業(yè)熱塑性塑料,具有耐腐蝕、易加工、良好的介電性能和透濕性等特性;但是,其機(jī)械性能的提升仍是目前亟待解決的問題,因此,通過添加合適的填料來改善其機(jī)械性能已經(jīng)成為一個(gè)可行的方向。在當(dāng)今的工業(yè)領(lǐng)域,氧化鋁[8,13]、石墨烯[14-15]等流行的填料以其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)成為塑料改性填料的首選。隨著時(shí)代的發(fā)展,人們開始追求材料的環(huán)境友好、可再生、可降解等特性。在這種情況下,Singh等[16]對(duì)商用熔融沉積模型(fused deposition models, FDM)裝置中碳化硅(SiC)和氧化鋁(Al2O3)增強(qiáng)HDPE原料長絲進(jìn)行熱機(jī)械研究,采用單螺桿擠出工藝制備商用FDM原料絲,并通過優(yōu)化反應(yīng)條件改善聚合物的機(jī)械性能。這項(xiàng)研究將提高材料的可持續(xù)性,有助于開發(fā)低成本的內(nèi)部FDM長絲,作為快速加工的可能應(yīng)用。Tarani等[17]采用熔融混合法制備了不同填料尺寸的石墨烯填充HDPE納米復(fù)合材料,總結(jié)了填料尺寸對(duì)聚合物基體熱性能的影響。同時(shí),HDPE/石墨烯納米復(fù)合材料的熱降解機(jī)制可以用基于熱分解動(dòng)力學(xué)分析的自催化環(huán)級(jí)模型來描述。García等[18]以天然花生殼為填料,以HDPE為塑料基材,通過擠壓和熱壓生產(chǎn)了一系列不同配比的復(fù)合材料。復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)機(jī)械和力學(xué)性能得到了一定程度的改善,同時(shí)保持了HDPE原有的摩擦學(xué)性能。

      在本研究中,選擇了木材作為原材料,通過三步化學(xué)改性得到了相對(duì)規(guī)整的木纖維(wood cellulose fiber, WCF)作為基礎(chǔ)塑料填料[19],具有可降解綠色環(huán)保特性。通過第一步預(yù)混合后,再向其中加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的納米填料CNT,最終通過熔融-熱壓混合法制備了一系列不同CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料,其中高溫熔體下的高剪切力可以增強(qiáng)填料在塑料基材中的有效分散,熱壓成型可以更好地控制樣品的孔隙率[20]。此外,還對(duì)復(fù)合材料的成核和結(jié)晶能力、力學(xué)性能和動(dòng)態(tài)熱力學(xué)性能等性能參數(shù)進(jìn)行了表征,研究成果有助于拓寬生物質(zhì)基CNT復(fù)合材料在柔性設(shè)備中的應(yīng)用。

      1 實(shí)驗(yàn)部分

      1.1 實(shí)驗(yàn)材料

      本實(shí)驗(yàn)購買的原材料是天工木模材料廠的木條。高密度聚乙烯(HDPE)購自伊朗石油化工生產(chǎn)的BL3系列。乙醇、次氯酸鈉(NaClO2)、冰醋酸(CH3COOH)、硫酸(H2SO4)和氫氧化鈉(NaOH)均為分析純,購自南寧藍(lán)天實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。碳納米管(CNT),購自江蘇先豐納米材料科技有限公司,型號(hào)XFM19,純度95%,長度10~30 μm,直徑20~30 nm。

      1.2 CNT/WCF/HDPE復(fù)合材料的制備

      1.2.1 WCF的制備

      用鋸子和機(jī)械研磨機(jī)將木條研磨成大致均勻的木片形狀,用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。研磨后的木片被過濾、清洗,并用去離子水進(jìn)行篩選,以去除不規(guī)則的大形狀的木片條。篩選后的木片在60 ℃的烘箱中干燥過夜。為了確保木材純化纖維素的整體規(guī)范化特性,采取了以下實(shí)驗(yàn)處理。

      ① 堿處理和洗滌工藝。

      首先,制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH溶液。加入木屑并用玻璃棒充分?jǐn)嚢?木屑與NaOH的質(zhì)量比為1∶2.5),然后在80 ℃下磁力攪拌4 h(速度為500 r/min)。反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)物用水稀釋并放置過夜,之后真空過濾,用去離子水洗滌至中性,在60 ℃的烘箱中干燥過夜。將干燥的木屑研磨后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的NaClO2溶液中(用冰醋酸調(diào)節(jié)混合物pH=4.5),然后在60 ℃下磁力攪拌4 h(速度為500 r/min),反應(yīng)后用水稀釋并放置過夜,然后真空過濾并洗滌至中性,在60 ℃的烘箱中干燥過夜。

      ② 強(qiáng)酸水洗工藝。

      將干燥的木屑研磨后加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%的H2SO4溶液中,然后在45 ℃下回流2 h。反應(yīng)完成后,將裝有反應(yīng)液的三頸燒瓶放入冰水中快速冷卻,以中止反應(yīng)。然后將反應(yīng)溶液倒入一個(gè)500 mL的燒杯中,用水稀釋,并放置過夜。纖維素纖維用去離子水清洗幾次至中性,在轉(zhuǎn)速10 000 r/min下離心分離,然后在凍干機(jī)中凍干,用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

      1.2.2 CNT/WCF/HDPE 三元復(fù)合材料的制備

      首先,用機(jī)械粉碎機(jī)將HDPE顆粒樣品粉碎成粉末狀,然后在乙醇中超聲處理30 min,最后干燥后使用。之后,用攪拌機(jī)將凍干的WCF粉末和預(yù)處理的HDPE粉末預(yù)混合,選取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1% WCF的WCF/HDPE復(fù)合材料作為基底,向其中添加不同份數(shù)的CNT從而合成CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料。

      表1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)CNT/WCF/HDPE復(fù)合材料的組成

      1.3 CNT/WCF/HDPE 復(fù)合材料的表征

      掃描電子顯微鏡(SEM,Hitachi SU8220,Tokyo,Japan)用于觀察WCF/HDPE復(fù)合材料的形態(tài),在10 kV的工作電壓下,在樣品上預(yù)涂了一層薄的金層。X射線衍射儀(Rigaku D/MAX 2500 V, Matsubara-Cho, Akishima-shi, Tokyo, Japan)被用來在2θ=10°~50°范圍內(nèi)以0.02為單位鑒定晶體結(jié)構(gòu)。納米復(fù)合材料(啞鈴形)的機(jī)械性能(在拉伸狀態(tài)下)是用機(jī)械測(cè)試系統(tǒng)(英國型號(hào)規(guī)格8801,INSTRON,Norwood,Massachusetts,USA)測(cè)試的,每種填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)有5個(gè)樣品,測(cè)試機(jī)在室溫下以20 mm/min的速度運(yùn)行。通過動(dòng)態(tài)差示掃描量熱法(DSC,METTLER TOLEDO)在30~180 ℃的溫度范圍內(nèi)以20 ℃/min的升溫速率獲得復(fù)合材料的熔化和結(jié)晶溫度曲線。動(dòng)態(tài)熱力學(xué)分析(DMA-Q800,USA)在頻率為1 Hz的雙懸臂拉伸模式下,實(shí)驗(yàn)溫度從-40~100 ℃,使用10 ℃/min的加熱速率,評(píng)估儲(chǔ)能模量、損耗模量和損耗因子隨溫度變化的特征曲線。傅里葉紅外光譜(FTIR,Thermo Fisher Scientific,USA)用于描述三元復(fù)合材料在4 000~400 cm-1(樣品與KBr顆粒的質(zhì)量比為1∶400)波數(shù)范圍內(nèi)的官能團(tuán)。

      2 結(jié)論和討論

      2.1 SEM分析

      圖1(a)表示經(jīng)拉伸后的HDPE橫截面的SEM圖像,顯示出整體類似的波紋狀形態(tài)。從圖1(b)中可看出,化學(xué)改性后的WCF呈現(xiàn)出不規(guī)則片狀分布,其長度為10~50 μm,寬度為1~8 μm,這可能是原始木材經(jīng)化學(xué)預(yù)處理后的不均勻性以及濃硫酸對(duì)純化纖維素的激活。這種現(xiàn)象表明,酸的濃度和含量會(huì)對(duì)表面形態(tài)產(chǎn)生重大影響[21]。圖1(c)表示W(wǎng)CF在HDPE基體中的代表性分布,即WCF顆粒嵌入或堆積在HDPE基體的表面。其中,紅圈部分的放大圖即圖1(a),顯示了WCF在HDPE層面上的相對(duì)均勻分布,對(duì)應(yīng)于1%的WCF添加量。

      圖1 HDPE、WCF和WCF/HDPE的SEM圖像

      圖2(a)表示W(wǎng)CF/HDPE二元混合樣的SEM局部放大圖。從圖中可以看出,呈小顆粒狀的WCF顆粒相對(duì)均勻的分布在HDPE纖維拉伸斷面的表面。從圖2(b)—(e)可得出,隨著三元復(fù)合材料中CNT填料含量的增加,逐漸出現(xiàn)多處大片的團(tuán)聚體,不均勻地堆積在WCF/HDPE纖維表面。將掃描電子顯微鏡放大倍數(shù)調(diào)至10 000時(shí),可以較為清晰地看出CNT顆粒分布在二元復(fù)合材料纖維表面,并且隨著其份數(shù)的增大,表面CNT的含量也在肉眼可見的增多。直至7%的CNT負(fù)載量時(shí),如圖2(i)中所示,大片團(tuán)聚的CNT覆蓋在二元復(fù)合材料表面,甚至看不出基底WCF/HDPE二元復(fù)合材料的存在。

      圖2 不同放大倍數(shù)下CNT/WCF/HDPE的SEM圖像

      2.2 XRD分析

      圖3為不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)CNT填料的三元復(fù)合材料的XRD譜圖。純HDPE的XRD譜圖顯示了2個(gè)明顯的衍射峰,即2θ在21.4°和23.7°,分別對(duì)應(yīng)于(110)和(200)晶面[22]。如圖3所示,WCF/HDPE二元復(fù)合材料的XRD譜圖和純HDPE的XRD譜圖幾乎相一致。此外,在圖3中,2θ=36.3°處出現(xiàn)了一個(gè)微晶衍射峰,對(duì)應(yīng)著(020)晶面[23]。隨著CNT摻入比例的增加,各份數(shù)下的三元復(fù)合材料的2個(gè)主要衍射峰2θ為21.4°和23.7°只在衍射峰的峰強(qiáng)上發(fā)生了一定程度的變化,這歸因于填料CNT的加入,促使復(fù)合材料的結(jié)晶表現(xiàn)發(fā)生了變化,并且,當(dāng)3%的CNT加載量時(shí),三元復(fù)合材料主要衍射峰的峰強(qiáng)最大,體現(xiàn)出更好的結(jié)晶表現(xiàn)。

      圖3 不同CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的XRD譜圖

      2.3 DSC分析

      用DSC研究了納米填料CNT對(duì)WCF/HDPE二元復(fù)合材料結(jié)晶性能的影響結(jié)果如圖4所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn),隨著填料CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,聚合物晶體的內(nèi)熱熔化溫度Tm呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),然而,總體變化并不明顯,大致在3 ℃以內(nèi),其放熱結(jié)晶Tc的轉(zhuǎn)變也是類似的??紤]到實(shí)驗(yàn)設(shè)備等方面的誤差,這種變化可能是由HDPE的典型熔化行為引起的,CNT的加入對(duì)Tm和Tc的影響較小[24]。熔融焓ΔH也呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì),與復(fù)合材料結(jié)晶度的變化規(guī)律相吻合。當(dāng)加入3%的CNT時(shí),最佳結(jié)晶度為65.22%,相比于原樣提高了6.5%。CNT作為一種良好的成核劑,在之前的研究中已被報(bào)道過[26]。其良好的成核效應(yīng)使得CNT和基底WCF/HDPE之間形成了良好的界面力,使得界面作用大大增強(qiáng),促進(jìn)了HDPE基底塑料的結(jié)晶表現(xiàn),從而使得復(fù)合材料的結(jié)晶度提高。結(jié)晶度計(jì)算公式為

      圖4 不同CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的DSC圖

      (1)

      式中:Tm為材料的測(cè)量熔化溫度;Tc為材料的測(cè)量結(jié)晶溫度;ΔHm為材料的測(cè)量熔化焓;ΔH為純結(jié)晶HDPE的熔化焓,通過查閱文獻(xiàn)可以得知為293 J/g;fc為聚合物樣品部分中HDPE的質(zhì)量[25]。

      表2 WCF/HDPE二元復(fù)合材料和CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的Tm, Tc,ΔHm及Xc數(shù)值

      2.4 FTIR分析

      圖5為CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的傅立葉變換紅外光譜,在3 435 cm-1區(qū)域的寬帶對(duì)應(yīng)于強(qiáng)O-H拉伸振動(dòng)。2 918、2 851 cm-1的峰值可以歸結(jié)為CH2的強(qiáng)烈不對(duì)稱拉伸。此外,1 491、718 cm-1歸屬于C-H的強(qiáng)彎曲變形(面內(nèi))和C-H的中等彎曲變形(面外)。查資料可知,上述波數(shù)對(duì)應(yīng)的官能團(tuán)正是高密度聚乙烯的典型特征峰[22,27-28]。如圖5所示,合成后的WCF/HDPE二元復(fù)合材料和CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料均具有與HDPE相同的特征峰,表明通過該化學(xué)合成,CNT并沒有顯著改變WCF/HDPE的官能基團(tuán)。

      圖5 不同CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的紅外光譜

      2.5 DMA分析

      使用動(dòng)態(tài)熱力學(xué)分析(DMA)測(cè)量了WCF/HDPE二元復(fù)合材料和CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的熱力學(xué)性能,得到的結(jié)果如圖6(a)、(b)、(c)所示,它們分別對(duì)應(yīng)材料的儲(chǔ)存模量、損失模量和損耗因子。

      (a)儲(chǔ)存模量

      儲(chǔ)存模量是指當(dāng)變形發(fā)生時(shí),由于彈性變形(可逆)而儲(chǔ)存在材料中的能量。如圖6(a)所示,CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料呈現(xiàn)出與WCF/HDPE二元復(fù)合材料類似的變化趨勢(shì),儲(chǔ)存模量隨著溫度的升高而呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì),這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是復(fù)合材料從玻璃態(tài)逐漸向橡膠態(tài)轉(zhuǎn)變,而玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg通常被定義為這種轉(zhuǎn)變溫度的代表數(shù)值。有研究表明,在彈性變形階段,機(jī)械行為的變化主要取決于分子內(nèi)和分子間的相互作用,并且會(huì)對(duì)復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度產(chǎn)生重大影響[29]。如圖6(a)所示,WCF/HDPE復(fù)合材料呈現(xiàn)出與純HDPE樣品類似的趨勢(shì),儲(chǔ)存模量隨著溫度的升高而逐漸減小,這歸因于分子鏈在升溫過程中自由運(yùn)動(dòng)的行為。此外,在CNT的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1%時(shí),復(fù)合材料在-40℃的初始存儲(chǔ)模量達(dá)到約1 713 MPa,與WCF/HDPE的初始模量1 404 MPa相比,高出22.0%,這歸因于添加的CNT與WCF/HDPE基體之間強(qiáng)大的界面力作用,促進(jìn)了分子鏈間應(yīng)力傳遞[30-31]。在圖6(a)中,材料在加載1%和3%CNT時(shí)表現(xiàn)出較大的初始儲(chǔ)存模量,而隨著加載量的進(jìn)一步增加,復(fù)合材料的模量顯示出輕微的減小,這可能是由CNT的團(tuán)聚和機(jī)械混合時(shí)材料的不均勻性造成的。

      聚合物的損失模量是指材料在發(fā)生變形時(shí)由于黏性變形(不可逆)而導(dǎo)致的損失能量的大小,其隨溫度變化的趨勢(shì)圖見圖6(b)。在30~80 ℃的過渡溫度范圍內(nèi),CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料經(jīng)歷了從玻璃態(tài)到橡膠態(tài)的轉(zhuǎn)變過程。在玻璃態(tài)區(qū)域內(nèi),損失模量的數(shù)值隨著溫度的升高而不斷增大,直到增加到峰值并逐漸減小。如圖6(b)所示,二元復(fù)合材料WCF/HDPE峰值對(duì)應(yīng)的過渡溫度α值為56.35 ℃,在1%和3% CNT添加量時(shí),三元復(fù)合材料CNT/WCF/HDPE的轉(zhuǎn)變溫度α值向高溫方向移動(dòng),這可以解釋為CNT和WCF/HDPE二元復(fù)合材料之間形成了一個(gè)界面,因此,界面力的存在使得聚合物分子鏈傳遞需要更多的能量消耗[29]。

      損耗模量與儲(chǔ)存模量之比通常用于定義損耗因子tanδ,其峰值通常用于評(píng)估材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg。如圖6(c)所示,HDPE是一種高度結(jié)晶的聚合物,它和它的復(fù)合材料幾乎沒有特征峰。從整體看來,圖示的各CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)下三元復(fù)合材料的tanδ值,都隨著溫度的升高呈現(xiàn)出逐步增加的趨勢(shì)。除此之外,除了1%的CNT添加量時(shí),該曲線在其他曲線的下方,其他曲線差別不大[24]。

      2.6 拉伸性能分析

      圖7中的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率及應(yīng)力-應(yīng)變曲線由機(jī)械測(cè)試系統(tǒng)直接得出,彈性模量由應(yīng)力-應(yīng)變曲線初始彈性狀態(tài)計(jì)算得出。標(biāo)準(zhǔn)誤差是在控制同種實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行測(cè)試后,通過3組樣品計(jì)算得出。圖7(a)顯示,隨著三元復(fù)合材料CNT/WCF/HDPE中CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加(0、1%、3%、5%和7%),其拉伸強(qiáng)度的大小呈現(xiàn)出先增加后減少的發(fā)展趨勢(shì)。詳細(xì)地說,WCF/HDPE樣品的拉伸強(qiáng)度為9.58 MPa,在添加3% CNT時(shí)達(dá)到了最大15.68 MPa,與原始WCF/HDPE的樣品相比增加了63.7%。這要?dú)w功于納米填料CNT的加入,在一定程度上提高了WCF/HDPE二元復(fù)合材料的剛度,并且CNT較高的長徑比更有利于有效地將負(fù)載從塑料基體傳導(dǎo)到CNT本身上;而當(dāng)添加量增加到5%和7%時(shí),聚合物的抗拉強(qiáng)度下降,這可歸因于CNT的聚集,使填料與聚合物基體的兼容性降低[23,32],這一點(diǎn)從從圖2(d)和圖2(e)可直觀看出。這一特性也解釋了圖7(b)中的曲線的行為,隨著納米填料CNT的增加,斷裂伸長率也有著一個(gè)先增加后減小的發(fā)展趨勢(shì)。圖7(c)中的應(yīng)力-應(yīng)變曲線顯示,三元復(fù)合材料的彈性模量也隨著納米填料CNT的增加而呈先增加后減少的趨勢(shì)。原始WCF/HDPE樣品的彈性模量為166.75 MPa,當(dāng)3%的CNT添加量時(shí)為226.41 MPa時(shí),其彈性模量最好,提高了35.8%。相關(guān)量的關(guān)系如表3所示,這與前文中所體現(xiàn)的低濃度性能較佳效應(yīng)相一致。

      (a)拉伸強(qiáng)度曲線

      表3 WCF/HDPE二元復(fù)合材料和CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和彈性模量

      3 總結(jié)

      CNT/WCF/HDPE復(fù)合材料是通過化學(xué)預(yù)處理工藝和熔融-熱壓混合法制備的。從掃描電子顯微鏡圖中可以看出,低濃度的CNT填料在WCF/HDPE基體中的分散性更好。用XRD和DSC評(píng)估了結(jié)晶度,復(fù)合材料的最佳結(jié)晶度是CNT添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%。如XRD圖所示,與原始WCF/HDPE相比,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%和3%的CNT添加量下,三元復(fù)合材料特征峰的強(qiáng)度都有一定程度的提高;如DSC分析所示,與WCF/HDPE樣品相比,在3%的CNT添加量下,復(fù)合材料的結(jié)晶度增加了6.5%,表明CNT的加入促進(jìn)了WCF/HDPE的成核效應(yīng),提高了材料的結(jié)晶度,結(jié)晶度也同時(shí)影響著材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。從DMA測(cè)試結(jié)果可知,復(fù)合材料的儲(chǔ)存模量提高了約22.0%,在CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)最為明顯,說明填料的增強(qiáng)作用促進(jìn)了應(yīng)力傳遞。CNT加載量為3%時(shí),最大拉伸強(qiáng)度和彈性模量分別提高了約63.7%和35.8%,說明CNT填料的添加有效地提高了材料的機(jī)械性能。如果能優(yōu)化CNT在WCF/HDPE中的分散性,有望進(jìn)一步提升其相關(guān)性能。

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