混杂功能化碳纳米管/聚合物复合材料的研究

碳纳米管（碳管）是未来高性能结构复合材料的理想增强体。有研究表明，功能化能够改善碳管在基体中的分散、增强碳管/基体界面作用。现有的功能化方法分为共价和非共价两大类。对复合材料而言，共价功能化碳管的界面强度高，但是共价反应会在碳管上形成缺陷；非共价功能化碳管的分散性较好但是其界面强度低。针对共价和非共价功能化中存在的问题，我们首次提出一种混杂功能化的方法。前期研究初步显示该方法能够同时提高碳管的分散性和界面强度，并控制共价反应对碳管结构的负作用。因此，本项目计划通过实验分析和数值模拟，全面研究混杂功能化对碳管在基体中的分散性、碳管/聚合物界面强度、材料韧性和热稳定性的影响，探索材料微观结构与宏观性能的关系，以求在工程上实现纳米复合材料性能的设计。纳米复合材料是当今最具应用潜力的材料之一，本项目的研究工作对新型高性能复合材料的设计与制备具有重要意义。