原位聚合法制备碳纳米管增强聚丙烯腈基碳纤维的基础研究

碳纳米管的均匀分散及与基体良好的结合是碳纳米管增强复合纤维的瓶颈。原位聚合法能够克服机械混合法中碳纳米管难于均匀分散、与基体界面结合力差导致复合纤维性能提高不理想等缺点。本项目拟采用原位聚合法制备碳纳米管增强聚丙烯腈（PAN）基碳纤维，通过对碳纳米管进行短切和表面官能化预处理，提高碳纳米管在反应介质中的润湿性能和分散性能，然后使丙烯腈等共聚单体在碳纳米管表面聚合，以增强碳纳米管与基体PAN间的界面结合力。主要研究预处理条件对碳纳米管结构、力学性能与分散性能的影响，优化预处理条件；通过实验设计，研究丙烯腈在碳纳米管表面的聚合过程，并结合对复合产物结构与性能的分析来研究复合机理，确定原位聚合条件。本项目还将用电镜和激光拉曼光谱等研究碳纳米管的分布和取向对复合碳纤维结构与性能的影响规律，并推导增强机理，为我国发展高性能碳纤维和碳纳米管复合材料奠定基础。