纳米碳纤维表面修饰及其在水溶液中的分散.pdf

第２２卷　 第４期 材　 料　 科　 学　 与　 工　 艺 Ｖｏｌ２２ Ｎｏ４ 　 　 ２０ １４年８月 ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ａｕｇ． ２０１４ 　 　 　 　 　 　 纳米碳纤维表面修饰及其在水溶液中的分散 １ １ １ ２ 王宝民 ，马海楠 ，张　 源 ，Ｃｈｕａｎ Ｆｏｏｋ Ｌａｉ （１．大连理工大学 土木工程学院建材研究所，辽宁 大连１１６０２４；２． Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｋｅｂａｎｇｓａａｎ Ｍａｌａｙｓｉａ，Ｂａｎｄａｒ Ｂａｒｕ Ｂａｎｇｉ４３６００） 摘　 要：为了研究纳米碳纤维（ＣＮＦｓ）在水溶液中的分散情况，对其进行高温纯化处理，以甲基纤维素（ＭＣ）为分散剂， 制备分散良好的ＣＮＦｓ悬浮液．采用差热分析（ＤＴＡ）和热重分析（ＴＧＡ）研究了高温处理对ＣＮＦｓ 的影响，通过测定悬浮液 的紫外可见光吸光度、等温吸附曲线、ｚｅｔａ 电位及表面张力等方法研究了ＭＣ 对ＣＮＦｓ 分散性能的影响，并讨论分析了 － ＭＣ对ＣＮＦｓ 的分散机理．结果表明：ＭＣ 的加入使ＣＮＦｓ 悬浮液的ｚｅｔａ 电位由 １５．４ ｍＶ 升至０，表面张力由３８．８７ ｍＮ／ ｍ 降至３６．５４ ｍＮ／ ｍ；等温吸附曲线表明ＭＣ在ＣＮＦｓ 的表面为“单阶段吸附”，当ＭＣ 的质量浓度达到０．４ ｇ／ Ｌ 时，ＭＣ在 ＣＮＦｓ表面饱和吸附；当ＣＮＦｓ达到最佳分散状态时，ＭＣ 与ＣＮＦｓ 的质量比为２∶１． 关键词：纳米碳纤维；甲基纤维素；分散；增强；表面修饰 － － － 中图分类号：ＴＱ１７０．４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５ ０２９９（２０１４）０４ ００４１ ０８ Ｓｕｒｆａｃｅ ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ ｉｎ ａｑｕｅｏｕｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ １ １ １ ２ ＷＡＮＧ Ｂａｏｍｉｎ ，ＭＡ Ｈａｉｎａｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｙｕａｎ ，ＣＨＵＡＮ Ｆｏｏｋ Ｌａｉ （１．Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｄａｌｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ １１６０２４，Ｃｈｉｎａ； ２． Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｋｅｂａｎｇｓａａｎ Ｍａｌａｙｓｉａ，Ｂａｎｄａｒ Ｂａｒｕ Ｂａｎｇｉ４３６００，Ｍａｌａｙｓｉａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ（ＣＮＦｓ） ａｒｅ ｅａｓｙ ｔｏ ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｔｏｇｅｔｈｅｒ． Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ， ＣＮＦｓ ｗｅｒｅ ｐｕｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｈｏｍｏｇｅｎｏｕｓ ＣＮＦ ｓｕ