連續(xù)混煉機混合性能及制備碳納米管-環(huán)氧樹脂復合材料的研究.pdf

1、連續(xù)混煉機是一種高效混合設(shè)備，由于高摻混能力以及對物料適應(yīng)性強等優(yōu)點，在分散混合難度較大的聚合物混煉加工領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。本文對連續(xù)混煉機的混合性能及其在碳納米管/環(huán)氧樹脂復合材料制備中的應(yīng)用進行探索和研究。
　　 本文以聚合物混合理論及連續(xù)混煉機的工作原理為基礎(chǔ)，建立由分散混合、分布混合以及停留時間分布組成的連續(xù)混煉機混合性能量化評價體系。利用聚合物加工專業(yè)分析軟件Polyflow，對連續(xù)混煉機混煉段的混合過程進行了三維

2、動態(tài)模擬，分析了工藝條件以及物料屬性對混合性能的影響。根據(jù)聚合物在連續(xù)混煉機中的混合機理以及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計理論指出，轉(zhuǎn)子相位角、斷面形狀、頂峰位置以及頂峰區(qū)等為影響混合性能的主要幾何特征，模擬分析了這些幾何特征參數(shù)對混合性能的影響，并根據(jù)分析結(jié)果，給出了相應(yīng)的設(shè)計指導。
　　 以上述模擬分析結(jié)果為基礎(chǔ)，開展了對連續(xù)混煉機用于碳納米管/環(huán)氧樹脂復合材料制備的探索研究。碳納米管的優(yōu)異性能以及獨特結(jié)構(gòu)使其成為先進聚合物基復合材料的理想增

3、強體，但也正是碳納米管的獨特結(jié)構(gòu)使其極易產(chǎn)生團聚，很難在聚合物中分散均勻，不能充分發(fā)揮碳納米管的改性作用。如何減小碳納米管的團聚并使其在環(huán)氧樹脂中充分分散，是制備高性能碳納米管/環(huán)氧樹脂復合材料的關(guān)鍵問題之一。
　　 本文探討由連續(xù)混煉機通過熔融共混法制備碳納米管/環(huán)氧樹脂復合材料的相關(guān)問題。首先，借鑒固體粉末在聚合物中的分散混合模型及理論，對碳納米管與環(huán)氧樹脂的熔融共混過程進行理論研究，建立了多因素影響的累積尺度分布函數(shù)，以此