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ChenZhenkun等[12]用CNTs增强EP，并研究了复合材料的低温机械性能。实验显示在77K时，0·5%的CNTs对复合材料的力学性能有明显的增强作用，其抗张强度、杨氏模量和破坏应变分别为119·35MPa、5·26GPa和3·20MPa。

ChenZhenkun等[12]用CNTs增强EP，并研究了复合材料的低温机械性能。实验显示在77K时，0·5%的CNTs对复合材料的力学性能有明显的增强作用，其抗张强度、杨氏模量和破坏应变分别为119·35MPa、5·26GPa和3·20MPa。认为这是EP和CNTs有不同的热膨胀系数导致热收缩，促使EP和CNTs的界面形成较强的界面张力，起到有效的增强作用。 

袁观明等[13]研究了CNTs/EP复合材料力学性能的与微观结构之间的关系。认为加入3·0%质量分数的CNTs，复合材料的综合性能较好，拉伸强度、拉伸模量及断裂伸长率较纯树脂分别提高了90%~100%、60%~70%、150%~200%。 

SEM对材料拉伸断面的观察表明：纯树脂发生典型碎性断裂，断口平滑，裂纹呈直线型且有序均匀；而添加CNTs的断口呈粗糙的碎云状形貌，且随CNTs含量的增大，断口呈现许多高低不平的空洞状形貌，裂纹不再有序。可能原因是CNTs的加入起到了承担外力且消耗断裂能量并阻止基体裂纹进一步扩展的作用，造成裂纹呈无序状分布。同时，CNTs比表面积很大，导致与基体的界面连接更充分、更牢固，相互作用较强，使拉伸时作用在树脂上的负载通过界面转移到了CNTs上[14]，使CNTs/EP复合体系的力学性能得到大幅提高。 

    
LiXiaofeng等[15]用机械搅拌的方法将缠绕碳纳米管(CCNTs)和单壁碳纳米管(SWNTs)分别与EP混合，制得复合材料。两种复合材料的拉伸强度都接近理论值，分别为40·46MPa、41·11MPa。不同CCNTs用量(1%、3%和5%)时，复合材料的拉伸强度增量分别为25·4%、22%、103%；不同SWNTs用量(1%、3%和5%)时，复合材料的拉伸强度增量分别为83·5%、92·6%、106·2%。同时，复合材料的硬度、弹性模量随着CCNTs的增加也相应的提高。SEM观察到复合材料断裂面处CCNTs深深埋入基体主链中，形成如网线的缠绕结构，与环氧基体紧密结合在一起，有利于承受载荷时内应力的传递，从而提高了复合材料的力学性能。 

YehMeng-Kao等[16]采用多壁碳纳米管(MWNTs)，热压成型的方法制备MWNTs/EP复合材料，测试表明：复合材料在添加5%MWNTs时，杨氏模量急剧增加了51·8%，随后，增长率明显下降，复合材料的抗张强度在添加3%MWNTs时，提高了17·5%，随后由于MWNTs的分散不均匀导致抗张强度下降。 

    2·不同的改性方法 

碳质材料容易团聚，实际应用中难均匀分散，同时，造成黏度变大，流动性变差，气泡难以排出等，引起复合材料的缺陷，在承受外加载荷时，受力不均匀，使复合材料力学强度下降。因此，碳质材料在EP基体中的分散程度是影响碳质材料/环氧树脂复合材料力学性能的一个重要因素。目前提高碳质材料在EP基体中分散程度的主要技术路线可概括为：改进的物理共混和化学预处理，这些措施可有效地提高碳质材料在树脂基体中的分散性和复合材料的力学性能。 

    2.1物理共混 

近年来新型分散剂、延长搅拌时间、高能超声波处理和高黏度下的剪切搅拌等物理方式被用来提高碳粒子在EP中的分散性。王国建等[17]在传统机械力共混的基础上，考察了机械剪切搅拌时间和超声波振荡时间对CNTs/EP复合材料力学性能的影响，认为机械剪切搅拌8h，并超声波处理4h，复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度相比于搅拌1h的分别提高了41%，22%，38%；143%，30%，45%。 

    
梁叔全等[18]用超声波分散及真空浇铸法制备了CNTs/EP复合材料，研究了CNTs的加入量和分散程度对复合材料拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率的影响。认为加入0·75%的CNTs，复合材料的拉伸强度提高了18·3%，拉伸模量提高了20·5%，断裂伸长率提高92·8%；加入小于1·75%的CNTs含量时，CNTs没有明显的团聚，复合材料的强度得到提高。随着CNTs含量进一步增加，CNTs趋于团聚，在基体中的分散变得不均匀，反而会使复合材料的强度下降。 

ChenZhenkun等[12]用CNTs增强EP，并研究了复合材料的低温机械性能。实验显示在77K时，0·5%的CNTs对复合材料的力学性能有明显的增强作用，其抗张强度、杨氏模量和破坏应变分别为119·35MPa、5·26GPa和3·20MPa。

ShinJin-Wook[19]等利用超声波将MWNTs溶解到乙醇中，以破坏MWNTs的表面链键，促使MWNTs分散，以改善其机械性能和热力学性能。动态力学分析(DMA)显示，在材料玻璃化转变温度(Tg)对应的tanδ随着MWNTs的含量增加逐渐降低，储存模量大幅度提升：从0%MWNTs的2689MPa上升到0·5%MWNTs的3353MPa；三点弯曲强度呈现先升高后降低的趋势，当MWNTs的含量为0·3%时，复合材料的弯曲强度达到最大值450·2kgf/mm2。 

    2.2表面化学修饰 

采用表面活性剂、酸化处理等方法对碳纳米材料进行表面活化或表面化学修饰是提高碳质材料在树脂基体中的分散性和增强复合材料力学性能的有效方法。经表面化学处理过的CNTs端带有基官能团，如羟基、氨基、烷氧基，它们与EP的环氧基反应，生成接枝或嵌段共聚物，可提高CNTs的分散性和与树脂基体界面力，进而提高了复合材料的力学性能[20]。 

    
李兆敏等[21]以4，4’-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂，以MWNTs或经酸化和胺基化预处理，进行了表面化学修饰，接入了羧基、胺基等官能团的MWNTs为填料，分别制备了几种MWNTs/EP复合材料，比较了是否预处理，以及酸化和胺基化预处理对材料性能的影响。研究表明：使用酸化和胺基化预处理的MWNTs，材料的Tg由161℃分别提高到185℃和196℃，冲击强度由5·512kJ/mm2分别提高到8.132kJ/mm2、8·258kJ/mm2，抗张强度由24·1MPa分别提高到56·82MPa、62·05MPa，弯曲强度由80·93MPa分别提高到100·192MPa、101·485MPa，弯曲模量由0·872GPa分别提高到1·15GPa、1·64GPa。可以看出对MWNTs的胺基化表面处理更有利于提高EP复合材料的力学性能。SEM分析显示，胺基化CNTs比酸化CNTs有更好的分散性，增强体与基体有更加紧密的键结合，这是复合材料力学性能提高的一个重要原因。 

ZhengYaping等[22]用有机胺对MWNTs进行表面功能化处理，接入-NH2极性基团，试验显示：含0·6%经过表面功能化处理的MWNTs复合材料的机械性能最好，弯曲模量由纯EP的1550MPa提高到1920MPa，增加了24%；弯曲强度由1550MPa提高到2450MPa，增强率达58%；抗冲击强度增加两倍。认为这是由于胺基处理MWNTs，使其表面具有不均匀的缺陷和折叠，微观应力和键接力能传递基体受到的外加应力，阻止微裂纹的扩散，从而改善复合材料的力学性能。ChenXianhong等[23]对MWNTs进行氧化、羧基化、酰胺化等官能化处理得到活性较强的-OH、=O、-NH2官能团，选用含胺基的固化剂制备MWNTs/EP复合材料，试验测试表明：复合材料的拉伸强度、冲击强度随着MWNTs的提高而增加，最显著的改性是在胺基化的MWNTs含量为1·5%时，拉伸强度提高了51%(由纯EP的39·1MPa上升为59·2MPa)，冲击强度提高了93%(纯EP5·5kJ/mm2，复合材料10·6kJ/mm2)。可能是胺基在MWNTs表面与其形成共价键，有更大的界面张力，而胺基本身以固化剂的形式参与到复合材料中与树脂基体结合，有效的将材料承受的外加应力转移到MWNTs上，从而增强了树脂基体的机械性能。同时，复合材料的热稳定性也得到改善。 

    
因此，碳质材料、硅烷化表面处理的碳质材料可能与EP形成高键能的共价键，从而提高复合材料的力学性能。实际上，Si-O(460kJ/mol)键的键能要大于C-C(345·6kJ/mol)键，对碳质材料进行硅烷化(Si-CNT)，嫁接到碳质材料上的硅原子能改善碳质材料的表面活性，降低碳粒的团聚性，提高碳质材料的分散性，同时还能扩大碳与树脂基体的结合面积，分子键接力更为有效。与未官能化处理CNTs相比，Si-CNTs/EP复合材料的热稳定性、弯曲模量和强度、抗裂强度都有可能提高。Jang-KyoKim等[24]的工作表明，当硅烷化的CNTs含量为0·25%时，材料的弯曲强度、弯曲模量、断裂韧性达到最大值，分别提高了16·8%、20%、8.4%。

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