聚酰胺6/碳纳米复合材料的研究进展

王梦柯^1,2，邱志成²，于春晓²

1. 东华大学材料科学与工程学院2. 中国纺织科学研究院有限公司生物源纤维制造技术国家重点实验室

摘 要：聚酰胺6（PA6）是一种综合性能优异的热塑性工程塑料,分子链末端存在氨基和羧基,具有一定的反应活性,应用广泛。近年来,随着纳米技术的快速发展,通过填充功能性纳米材料来改善PA6基体的导电、导热功能和力学、结晶及流变等性能,从而拓宽PA6材料的应用领域逐渐成为材料领域研究的热点,聚酰胺基纳米复合材料也被认为是未来应用前景最佳的复合材料之一。纳米材料是当今新材料研究领域中的重要组成部分,其中碳纳米材料尤为突出。自Iijima于1991年发现碳纳米管以来,碳纳米材料一直是研究人员重点关注的方向。碳纳米材料独特的结构和尺寸赋予了其超高的力学性能、电学性能以及热学、光学、流变、吸附等多种优异的性能,是复合材料体系中理想的增强材料。但碳纳米材料粒径较小、比表面积大、表面能大,在范德华力的作用下,碳纳米材料在基体中容易形成尺寸较大的团聚体,从而导致复合材料的性能下降。为了提高碳纳米材料在PA6基体中的分散性以及增强其与基体的界面结合,必须对碳纳米材料进行适当的表面改性以降低表面能。目前比较常用的改性方法有机械法、化学接枝法、超声分散改性、表面活性剂法等。本文系统论述了近年来在PA6/碳纳米复合材料方面的研究进展,特别是以炭黑、碳纳米管、石墨烯为代表的PA6/碳纳米复合材料的制备方法,并评述了碳纳米材料的表面修饰和添加量对复合材料性能与功能的影响。最后,针对高导电、高导热功能的PA6/碳纳米复合材料实现大规模、低成本的工业化制备存在的问题提出展望。

关键词：聚酰胺6;炭黑;碳纳米管;石墨烯;