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本文以一氧化碳为碳源,负载型铁为催化剂通过化学气相沉淀法制备出纳米碳纤维,并通过改变催化剂载体实现了对纳米碳纤维微观结构的调控。其次,通过低速机械搅拌将所得纳米碳纤维/云母复合物分散于环氧树脂中制得抗静电涂层,并研究了云母粒度、铁负载量以及纳米碳纤维生长时间等因素对抗静电涂层表面电阻率的影响。另外,本文还以乙烯为碳源,二茂铁为催化剂前躯体,通过化学气相沉淀法在云母表面制备了纳米碳管束。最后,本文还通过低速机械搅拌将所得纳米碳管束分散于环氧树脂中制得抗静电涂层,并研究了纳米碳管的取向性、纯度、长度以及直径等因素对涂层表面电阻率的影响。
通过本文研究得出以下结论:
1、载体对催化剂活性组分的粒度分布、形貌以及与载体间的相互作用力等都具有显著的影响,因此通过改变催化剂载体即可实现对纳米碳纤维微观结构的调控。催化剂载体对纳米碳纤维微观结构的影响是通过对催化剂粒度以及颗粒形貌的影响起作用的。
2、云母可以辅助纳米碳纤维在聚合物中的分散。通过低速机械搅拌即可将通过化学气相沉淀法制备的纳米碳纤维/云母复合物均匀的分散于环氧树脂中。研究发现云母的粒度、纳米碳纤维在云母表面的密度以及纳米碳纤维的长度都会对纳米碳纤维在环氧树脂中的分散性能产生影响,最终影响抗静电涂层的表面电阻率。
3、片层状矿物质云母可以作为催化剂载体制备纳米碳管束。以二茂铁为催化剂前躯体、乙烯为碳源,通过化学气相沉淀法能够在云母表面制备出具有较高取向性与纯度的纳米碳管束。研究发现制备纳米碳管束的方法、云母粒度、反应温度、氩气流量、反应时间等会通过影响二茂铁的分解过程以及乙烯的解离过程最终影响纳米碳管束的直径、长度、产量以及取向性等。
4、作为导电添加剂,纳米碳管束优于缠绕纳米碳管以及炭黑。由于纳米碳管束不但具有一定的取向性而且具有极高的长径比,这样一方面使得纳米碳管比较容易在环氧树脂中分散均匀,另一方面使得导电网路的形成相对容易。纳米碳管的取向性、纯度、长度以及直径都会影响纳米碳管在环氧树脂中的分散度以及涂层表面电阻率。