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橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

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mm，厚为 0.5 mm，故 S 0 =2 mm ，L 0 =25 mm。由于 米管的材料断面略显粗糙，但材料混合依然很均匀，
HDPE 本身韧性很好，所以拉断的样条基本很长，有 说明碳纳米管和 HDPE 的相容性很好。碳纳米管的加
的样条断面甚至是膜的厚度。从图中可以看出，每条 入使得材料的断面变得粗糙，在碳纳米管含量为 1%
曲线都存在屈服应力，且大致相同。通过对每组数据 时影响并不明显，碳纳米管含量在 0.3% 以上时变得
的分析得到下表 7。 特别明显，含量为 0.3% 时，材料断面依然有少量平
表 7 拉伸测试数据总结 滑区域，含量达到 0.5% 后，断面也存在粗糙区域。
组号 弹性模量 /MPa 断裂伸长率 /% 拉伸强度 /MPa （3）PE-CNTs 复合材料晶格数量大致相同，内
PE 2 111.25 698.55 24.23
PE-CNTs0.1% 1 891.83 671.7 21.46 应力差别不大。峰的宽度差异不大，晶格的好坏程度
PE-CNTs0.3% 3 483.47 268.99 36.87 大致相同。
PE-CNTs0.5% 1 495.39 168.11 13.18
PE-CNTs0.7% 1 855.7 108.66 12.83 （4）在 PE-CNTs 复合材料体系中，当碳纳米管
PE-CNTs0.9% 2 496.42 243.33 26.47
含量为 0.3%( 质量分数 ) 时，其弹性模量最高、刚度
弹性模量 E 是指材料在外力作用下产生单位弹性 最大、拉伸强度最大。
变形所需要的应力，它是反映材料抵抗弹性变形能力
的指标，相当于普通弹簧中的刚度 [20] 。从表中可以看 参考文献 :
出，0.3% 组分的碳纳米管高密度聚乙烯纳米复合材料 [1] 曹素芝 . 碳纳米管 / 环氧树脂复合材料导电性能的研究 [D].
武汉 ：南昌大学，2008.
拥弹性模量最高，弹性模量 E 是衡量材料产生弹性变
[2] 桂祖桐 . 聚乙烯发展简史 [J]. 齐鲁石油化工，1990,12(10):
形的指标，并且呈正比趋势，值越大，材料发生弹性 67~72.
变形所产生的应力也就越大，即材料刚度越大。也就 [3] Ziegler K, Holzkamp E, Breil H. Catalyst-Wikipedia[J].
Angew. Chem.1955,67:426~541.
是说 0.3% 组分的碳纳米管高密度聚乙烯纳米复合材
[4] Brookhart, M, Volpe, A.F.Jr. Lincoln, D.M, Horva’th,
料的刚度最大。换句话说，在一定应力的作用下，发 I.T.Millar. The research of Ziegler-Natta[J]. Am.Chem.
生的弹性变形越小。 SOC, 1990, 112(25):5 634~5 636.
断裂伸长率 ：进行拉伸性能测试时，制品断裂时 [5] 凌绳，王秀芬，吴友平 . 聚合物材料 [M]. 中国轻工业出版社，
2009.
的伸长量与制品原长之间的比值的百分数。该值大小
[6] 王军 . 聚丁烯 -1 膜用材料的探索研究 [D]. 山东 ：青岛科技大
表征的是材料未进行拉伸实验时，可以预期到的延展 学，2009.
力好坏 [21] 。从表中可以看出没有添加碳纳米管的高密 [7] 鲁列 . 聚丙烯反应器合金制备的工艺及催化剂研究 [D]. 浙江 ：
浙江大学，2010.
度聚乙烯的断裂伸长率最大，既其延伸能力最好。
[8] 李欢欢 . 石墨层 σ 键与裂纹扩展的研究和预测 [D]. 上海 ：上
拉伸强度 ：单位截面薄膜在拉伸断裂时的拉力， 海海事大学， 2007.
表示物质抵抗拉伸的能力。从表中可知，添加 0.3% [9] 黄勇 . 碳纳米管的物性与应用 [D]. 北京 ：北京师范大学，
2001.
碳纳米管的高密度聚乙烯的拉伸强度最大，且在原有
[10] Kroto H W, Heath J R, O'Brien S C et al. C60: Buckminste
纯 HDPE 的基础上有所增长，达到了增强的目的，由 rfullerene [J]. Nature, 1985, 318(125):162~169.
于实验条件和设施等外界因素的干扰，并没有像文献 [11] L i j i m a S. He l i c a l m i c r o t u be s o f g r a p h i t i c c a r b o n [ J] .
Nature.1991, 354(12):56~58.
中描述的那样增长的很多。
[12] 杨欢 . 碳纳米管在场效应中的应用 [D]. 上海 ：东华大学，
2009.
3 结语 [13] 范守善 . 碳纳米管在触控面板领域的应用解析 [J]．平板显示
（1）纯聚乙烯的 X c 是所有材料中最高的，这是由 文摘，2014, 16(7):2~4．
[14] Wang Z L, Poncharal P, De Heer WA. Measuring Physical
于其他材料中都加入碳纳米管，CNT 使得聚合物分子
and Mechanical Properties of Individual Carbon Nanotubes
间作用力降低，降低了聚合物的结晶度，因而使得聚 by In Situ TEM[J]. Phys Chem. Solids, 2000, 61(25):1 025~
合物的 ΔH f 下降。同时可以看出碳纳米管的加入使得 1 030.
[15] Jin Z X, Pramoda K P, Xu G Q, et al. Dynamic mechanical
聚合物的 T m 有所下降，且随着碳纳米管含量的增加，
behavior ofmelt-processed multi-walled carbon nanotube/
T m 呈先下降后上升的趋势。随着碳纳米管含量的增加， poly（methyl methacrylate)composites[J]. Chemical Physics
复合材料的 T c 值逐渐上升。 Letters, 2001, 337(56):43~47．
[16] 王海莲 . 碳纳米管 / 聚乙烯微纳米纤维的制备及结构性能研究
（2）纯的 PE 材料断面比较规整，加入 0.1% 碳纳

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