Page 82 - 《橡塑技术与装备》2022年10期

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

而断裂强力则是是指材料发生断裂的应力，所以根据 表 5 碳纳米管在不同超声时间下的形态
图 2 表明了随着聚乙烯醇浓度的增大，成膜的韧性也 序号 表面活性剂 表面活性剂占溶 超声时间 /min 吸光度 /CP
类型 液质量分数 /%
有了很大的提高。 1 SDBS 1 5 0.823
2 SDBS 1 10 1.143
3 SDBS 1 20 1.532
4 SDBS 1 30 1.700

图 2 PVA 质量分数与断裂伸长率和断裂强力的关系
由于当 PVA 溶液黏度太大不易于接下来碳纳米管
的分散，而断裂伸长率和断裂强力的数值较大可以使
膜韧性更为优秀，物理性能更出色。所以我们选取了 图 3 超声时间对碳纳米管分散的影响
黏度曲线中斜率最小的部分，即为 8 g 时，此时既满
2.4 表面活性剂浓度对碳纳米管分散影响
足了良好的断裂伸长率也兼顾了其分散的效果。
以下是根据紫外分光光度计仪器得到的数据，见
2.3 超声时间对碳纳米管分散的影响 表 6。
碳纳米管对全波长的光谱具有强吸收性，如果其 表 6 不同质量的十二烷基苯磺酸钠对碳纳米管分散的影
透过率越低，说明碳纳米管分散越好，可以间接反应 响
.
-1
十二烷基苯磺酸钠摩尔浓度 /(mmol L ) 吸光度 /A
多壁碳纳米管悬浮液的稳定性。因此可以根据吸光度
0 0.444
来判断分散效果如图 3。分散越好，经过超声处理之后， 10 1.479
20 1.981
静置 3 h 沉降后留在上层清液中的纳米粒子浓度越高，
30 1.686
吸光度值就越大。实验证明，多壁碳纳米管水分散液 40 1.724
50 1.729
的吸光度最大吸收峰对应波长为 195 nm，用此波长的 60 1.651
入射光通过溶液具有最佳的灵敏度，所以吸光度实验 70 1.709
80 1.665
入射波长均为 195 nm。 90 1.634
十二烷基苯磺酸钠在 195 nm 处，吸波性能很小， 100 1.642
110 1.675
对多壁碳纳米管吸光性能的影响非常小，我们改变其 120 1.659
130 1.670
浓度，不会对实验结果产生影响。
140 1.634
从表 5 中可以明显看出，延长超声振荡时间后碳 150 1.708
纳米管的稳定性大大加强。这是由于在超声场中 , 频
利用 origin 软件我们得到了图 4，从图中得知碳
率超声波所产生的 “ 超声空化气泡 ” 爆炸时释放出巨
纳米管的吸光度在第三个点达到了最大值，之后趋于
大的能量，产生局部的高温高压环境和具有强烈冲击
平缓，曲线有鲜明的特点，有利于我们找取最佳的分
力的微射流。这种空化作用有利于微小颗粒的形成，
散剂质量。
还可以对团聚起到剪切作用。另外，超声空化作用在
图 4 说明了阴离子型表面活性剂（十二烷基苯磺
形成的颗粒表面上产生的大量微小气泡又进一步抑制
酸钠）的浓度对改善碳纳米管分散性有重要的影响。
了颗粒的凝结和长大。
过高浓度的分散剂反而会使分散性降低。这是由于表

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