1、本文通過在環(huán)氧樹脂基體中加入碳納米管或巴基紙（Buckypaper）插層與碳纖維形成多相增強體系，研究了表面活性劑、碳納米管含量及表面化學官能團對碳納米管在環(huán)氧樹脂中分散性和環(huán)氧復合材料導電性能的影響，進一步研究了胺基改性碳納米管的含量和Buckypaper插層對碳纖維/環(huán)氧復合材料導電性能和力學性能的影響規(guī)律。
　　本文首先開展了多壁碳納米管（MWCNTs）在環(huán)氧樹脂中的分散性研究。采用高速剪切分散、超聲乳化分散及添加表面活性劑

2、等手段將不同基團表面化學改性的碳納米管分散在環(huán)氧樹脂中，通過光學顯微鏡觀察碳納米管在基體中的分散性。結(jié)果表明，在一定分散時間內(nèi)，高速剪切分散和超聲乳化分散提高了碳納米管在樹脂中的分散性；離子型表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉或非離子型表面活性劑Triton X-100的加入，使得碳納米管在樹脂中的分散性得到顯著改善；相比不改性碳納米管，—COOH、—OH及—NH2等表面化學官能團改性碳納米管在樹脂中更容易均勻分散，其中MWCNTs-NH2的分

3、散性最好。
　　本文制備了不同含量及表面化學官能團的碳納米管增強環(huán)氧樹脂復合材料，并開展了復合材料導電性能的研究。結(jié)果表明，相比不含表面活性劑或含聚氧乙醚辛炔二酸酯表面活性劑，十二烷基苯磺酸鈉表面活性劑修飾的碳納米管更加有效地提高了復合材料的導電性能；相比其他3種碳納米管，胺基改性碳納米管增強環(huán)氧樹脂復合材料具有更加優(yōu)異的導電性能；添加碳納米管后，環(huán)氧樹脂電導率顯著增加，表明碳納米管在樹脂中形成有效的、連續(xù)的電子導通網(wǎng)絡(luò)。在碳納米

4、管含量約為0.5 wt％至2 wt%時，隨著碳納米管含量的增加，復合材料電導率呈指數(shù)提高，但當含量超過2 wt%之后電導率增加趨勢變緩，表明碳納米管的團聚作用對導電性能的影響逐漸增強。
　　本文進一步開展了碳納米管-碳纖維/環(huán)氧樹脂單向?qū)雍习辶W性能和導電性能的研究。結(jié)果表明，添加碳納米管有效改善了復合材料的彎曲性能、層間性能及導電性能。相比碳纖維/環(huán)氧復合材料，當MWCNTs-NH2添加量為2.0 wt%時，復合材料的彎曲強度提

5、高了21.2%，彎曲模量提高了15.9%；當MWCNTs-NH2添加量為1.5 wt%時，復合材料的層間剪切強度提高了7.3%；當MWCNTs-NH2添加量為2.0 wt%時，復合材料縱向的電導率提高約5倍，橫向的電導率提高約10倍。
　　由于碳納米管具有大的長徑比和表面自由能，極易在樹脂中形成團聚，難以均勻分散，從而限制了其在樹脂中的添加量。Buckypaper是碳納米管的宏觀集合體，將其作為插層加入到纖維增強聚合物復合材料中，

6、有望在提高碳納米管添加量的同時保持良好的分散性。因此，本文還制備了Buckypaper-碳纖維/環(huán)氧樹脂單向?qū)雍习?，研究?Buckypaper插層對單向纖維復合材料力學性能和導電性能的影響。掃描電鏡結(jié)果表明，復合材料彎曲斷口處存在大量碳納米管，碳納米管分散均勻，保持了 Buckypaper原有結(jié)構(gòu)的完整性。力學性能和導電性能測試結(jié)果表明，相比碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料，5層Buckypaper的加入，使得碳纖維/環(huán)氧樹脂單向?qū)雍习鍙秃喜?/p>

7、料的層間剪切強度提高了6.9%，復合材料縱向電導率提高了約2倍，橫向電導率提高了約2個數(shù)量級。
　　探討了碳納米管的加入對碳纖維/環(huán)氧單向?qū)雍习鍖щ娦阅艿挠绊憴C制，主要為復合材料體系中存在兩種導電網(wǎng)絡(luò)，一是碳纖維之間相互搭接形成導電網(wǎng)絡(luò)，二是碳納米管之間相互搭接形成導電網(wǎng)絡(luò)。碳納米管的加入不僅自身形成了導電網(wǎng)絡(luò)，而且通過碳納米管在碳纖維之間的橋聯(lián)作用提高了復合材料中碳纖維之間的搭接點數(shù)目，形成更多的電子導通網(wǎng)絡(luò)，從而提高了復合材料