碳纳米管橡胶纳米复合材料制备与性能_图文

1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：套荟日期：劢户¨关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期问论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或

2、部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在土年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名导师签名日期：即日期：劢“一：二：，¨一！、：。学位论文数据集中图分类号学科分类号论文编号密级非保密学位授予单位代码学位授予单位名称北京化工大学作者姓名李芬学号获学位专业名称材料科学与工程获学位专业代码课题来源子课题研究方向纳米复合材料论文题目碳纳米管天然橡胶复合材料的制备与性能关键词碳纳米管；导热：纳米复合材料；天然橡胶论文答辩日期论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位

3、学科专长指导教师张立群教授北京化工大学高分子材料评阅人张立群教授北京化工大学高分子材料教授级中石化评阅人者冬梅高分子材料高工北京化工研究院评阅人邹华高工北京化工大学高分子材料教授级中石化答辩委员会主席者冬梅高分子材料高工北京化工研究院答辩委员闰寿科教授北京化工大学高分子物理答辩委员卢咏来教授北京化工大学高分子材料答辩委员刘全勇副教授北京航空航天大学高分子材料答辩委员邹华高工北京化工大学高分子材料答辩委员注：一论文类型：基础研究应用研究开发研究其它二中图分类号在中国图书资料分类法查询。三学科分类号在中华人民共和国国家标准（）学科分类与代码中查询。四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。蘩鬟

4、。警囊葵美：。爹。一囊鼻誉莩冀苷瓤：。如、。“？一攀一摘要碳纳米管橡胶纳米复合材料的制备与性能摘要碳纳米管是由碳原子杂化结构组成的单层或多层卷曲石墨片同心圆柱结构，直径在纳米尺度，长度在微米级，长径比很大，具有高模量、低密度、高柔性和高导热导电等优良性能，应用于橡胶复合材料不仅可以增强橡胶材料的定伸应力、拉伸强度、耐磨性，而且可以提高橡胶材料的导热性能、导电性能等，可以应用于导热轮胎，热界面材料等。因此研究碳纳米管橡胶复合材料在科研及生产都具有重大的意义。本论文的主要工作及结论如下：使用简单有效的球磨方法，控制不同的球磨时间得到了不同程度短切的多壁碳纳米管，对短切碳纳米管进行了电镜观察、长度测

5、量和统计、比表面积、光谱等表征。结果表明，球磨能够有效地降低碳纳米管的长度，球磨时间为时，可以将碳纳米管的平均长度降到以下，比表面积由提高到了，拉曼光谱所测试的振动峰变化微弱，我们认为，球磨在之内对碳纳米管的大部分石墨结构影响较小。制备了不同程度短切碳纳米管天然橡胶复合材料，进行了力学性能、效应、导热性能的表征。随着碳纳米管长度的降低，天然橡胶复合材料的定伸应力和硬度下降，扯断伸长率提高；填料网络结构强度降低；导热率在球磨时间小于时基本保持不变，球磨时间增加后导热率下降。选取原始碳纳米管与球磨碳纳米管，研究北京化工大学硕士学位论文了不同填充份数对复合材料性能的影响，并与炭黑进行了对比。随着填料

6、份数的增强，增强效果及导热率提高明显，但原始碳纳米管对于材料拉伸性能影响较大，填充份数为时，严重降低了材料的扯断伸长率，损害了橡胶的弹性，短切碳纳米管复合材料的力学性能和导热性能均适中。炭黑填充天然橡胶的力学性能和导热性能均低于相同份数的碳纳米管填充天然橡胶。制备了填充份数为、的原始碳纳米管、短切碳纳米管、炭黑填充天然橡胶，使材料硬度相一致，但炭黑复合材料的耐磨性、抗切割性、压缩疲劳生热性能综合较好，分析认为碳纳米管在橡胶基体中自身形成刚性网络结构，随着长度的降低网络结构强度降低，而炭黑与橡胶分子链共同形成了有弹性的网络结构，三类填料的增强机理不同。选取球磨时间为、，填充份数为、，制备了不同程

7、度短切碳纳米管丁苯橡胶复合材料，考察了力学性能、导热性能、导电性能以及压缩疲劳生热性能。丁苯橡胶为非自增强橡胶，碳纳米管对其力学性能提高明显，填充份数越高，增强效果越明显，在小应变下对拉伸应力的提高远远高于相同份数的炭黑，导热导电性能也有大幅提升，但压缩疲劳生热温升提高。在相同的份数下，随着球磨时间的增加，材料的定伸应力有所降低，扯断伸长率和拉伸强度有所提高；球磨时间在之内，短切碳纳米管复合材料导热率能够保持，但保持程度随着填充份数的提高而降低；体积电阻率随着球磨时间的提高逐渐升高，导电能力下降；压缩疲劳生热温升有降低的趋势。矿，。、一，善乏誓关键词：碳纳米管；球磨处理；导热；复合材料；天然橡

8、胶：蛰羚，。：、，】：。？矗：一、，管、，渖莓。只（），兀唱，：，印，：，一一，；（，）（）印，（，）订，；“，、，（，）卸（，）印，】【（，），：，；，；：，：目录一一目录第一章绪论课题来源课题背景碳纳米管碳纳米管的结构碳纳米管的性能碳纳米管的应用及发展方向碳纳米管聚合物纳米复合材料的研究进展碳纳米管聚合物复合材料的制备碳纳米管聚合物复合材料的性能及应用短切碳纳米管聚合物复合材料的研究进展。短切碳纳米管的制备短切碳纳米管的性能及应用短切碳纳米管聚合物复合材料的制备与性能本课题的目的、意义和内容。本课题的目的和意义本课题的内容一第二章实验部分实验原材料及配方原材料实验配方实验设备及测试仪器实验

9、工艺北京化工大学硕士学位论文球磨法短切碳纳米管制备天然、丁苯橡胶碳纳米管复合材料测试与表征微观形貌和长度分布比表面积。拉曼光谱、静态力学性能测试效应亚其他性能测试第三章碳纳米管的结构与性能碳纳米管的微观形貌碳纳米管的性质表征第四章碳纳米管天然橡胶复合材料的性能不同球磨时间对复合材料性能的影响硫化特性微观形貌物理性能动态力学性能导热性能原始、球磨两种碳纳米管含量对复合材料性能的影响硫化特性微观形貌力学性能动态力学性能导热性能压缩疲劳生热、耐磨以及抗切割性能本章小结第五章短切碳纳米管复合材料的性能望墨一一。微观形貌一制力学性能效压亚导电性能、导热性能及疲劳生热性能本章、结第六章结论参考文献致谢研究

10、成果及发表的学术论文作者及导师简介肌。劬一舯印，盟矗嘶矗嘶印印舀锄锄。印劬骶虢印锄虢”锄一印北京化工大学硕士学位论文二二二一一巧笪兰望婴一矗符号说明天然橡胶丁苯橡胶碳纳米管原始碳纳米管短切碳纳米管炭黑牌号为的炭黑橡胶加工分析仪透射电子显微镜高分辨透射电子显微镜扫描电子显微镜氧化锌硬脂酸硫磺促进剂防老剂防老剂质量份生胶中所用配合剂的质量分数辫蔓？：。要嚣主亨，、二？一醚，囊尊器霉霉臻，一二？：。？；慧蒸藕纛曩辫黧莲§蠹囊嚣一：一士鬻鬻薹蕊誊羲蠹赣簪妥：尊爨一。第一章绪论课题来源第一章绪论本课题的研究内容是碳纳米管橡胶复合材料的制备与性能研究，来源于课题子课题：碳纳米管在橡胶中的应用研究

11、。课题背景天然橡胶、合成橡胶和热塑弹性体用途十分广泛，应用领域包括生活用品、汽车工业、工农业生产、航空航天等，主要橡胶制品有轮胎、胶管、胶带、密封圈、鞋制品等。橡胶材料具有独特而宝贵的高弹性，但是力学性能较差，需要进行补强才能应用，同时赋予弹性体功能性，如提高橡胶导电性、导热性等也是研究的热点和重点。提高橡胶材料导热能力对于轮胎行业在节能、安全、长寿命等方面具有重要的意义：一方面可降低加工过程中所需的能量，提高制品硫化均匀性，另一方面可以将高速运转的滞后生热向外部传导，降低内部温升，从而提高轮胎寿命和使用安全。用于提高橡胶复合材料热导率的方法主要是填充导热填料，如金属颗粒、金属氧化物颗粒、陶瓷

12、颗粒、碳素材料等。碳纳米管是由碳原子通过杂化结构组成的单层或多层卷曲石墨片同心圆柱结构，直径在纳米尺度，比表面积大，具有表面效应和小尺寸效应，长度可以到达几十微米，甚至毫米级，因此长径比超高，且为空心结构，呈现出高模量、低密度、高柔性、高导热导电等独特优势，作为轮胎用橡胶复合材料的增强导热具有不可比拟的潜力。碳纳米管概述碳纳米管的发现与探索可以追溯到对碳元素除石墨和金刚石外的同素异形体的预测和研究，即由碳原子通过一定的拓扑结构所构成的具有笼形结构的原子簇，由于其最早由富勒预言，在年成功被发现时被命名为富勒烯，富勒烯的成功发现拓宽了人们对碳碳键构成的几何构筑的纳米结构的认知。对于富勒烯变形形成的

13、管状物也有预测和发现，年日本【首次发表文章，对其在石墨电弧设备中发现的针状多层同轴管状物进行了报道（图），如同被拉长的富勒烯分子，作者称其为“蜷曲成管状的石墨”（劬北京化工大学硕士学位论文），后来被称为碳纳米管（），该文章迄今被引用了两万多次，掀起了世界各地科学家的研究热潮。年只有一层石墨片组成的单壁碳纳米管也成功制备得到。年首次报道了碳纳米管与聚合物环氧树脂的复合，此后二十年来，对于碳纳米管复合材料的研究所发表的文章更是数以万计，可见碳纳米管在复合材料中的应用研究方兴未艾，潜力巨大。碳纳米管的结构碳纳米管是碳原子之间以杂化结构组成的六元环为单元，类似具有同样结构的石墨片层卷曲闭合形成的管状物

14、，管壁由碳，碳。键正六边形组成骨架，混杂入五边形端口就会生成富勒烯半球状封口，】。碳纳米管直径为纳米尺寸，长度在微米级以上，长径比很大，甚至可以达到，完全可以认为是一维分子结构。按石墨片层数可以分为单壁碳纳米管（）和多壁碳纳米管（），其中双壁碳纳米管可以看成是多壁碳纳米管的特殊种类，由双层石墨层结构组成。单壁碳纳米管仅有一层石墨结构，直径一般在，一般聚集成束状，多壁碳纳米管由多层石墨片构成，层与层之问间距为，与石墨平行片层间距相当，直径约为几到几十纳米，如图。趔倒图多壁碳纳米管透射电镜照片】§按照单壁碳纳米管中石墨片的螺旋结构可以分为扶手椅式纳米管（），锯齿形纳米管（远）和手型纳米管

15、（），分别表示石墨片卷曲时不同的接合角度，可以用以下向量来表示：第一蕈绪论五石（其中当，表示扶手椅型，当或时为锯齿型，其他则为手型）多壁碳纳米管中含有多层石墨片，每一层的卷曲方式都可能截然不同如图）。因此多壁碳纳米管结构更为复杂；而碳纳米管的螺旋手性与其性质紧密相关，在电性能上表现尤为明显，可以分别显示出金属导电性和半导体性，例如，扶手椅型单壁碳纳米管均为金属性导电，而当时，为半导电性，而时为半导体性质。多壁碳纳米管的结构以及缺陷性导致其导电性则更为复杂。（）（）图碳纳米管螺旋结构示意图（）螺旋向量；（）不同种类：扶手椅型；：锯齿型；：其他）培（）；（）髓一（：；：；：）碳纳米管的结构决定于其

16、制备过程的条件，包括催化剂类型、生长压力、温度、碳源等，制备条件不同碳纳米管的结构也不同。多壁碳纳米管刚开始在催化剂颗粒上生长的时候，受到催化剂形状的影响，会生成不规则的结构，但随着生长过程中结构会慢慢规整，也可能混杂生成五边形或七边形，五边形和七边行就会形成凹凸不平的现象，如果两者同时出现，碳纳米管就出现了结构上的弯曲，也有可能有管径变小、竹节状等缺陷形成。相对于单壁碳纳米管，多壁碳纳米管，北京化工大学硕士学位论文的缺陷程度要大的多。碳纳米管的性能力学性能碳纳米管中碳原子采取杂化形成的共价键组成，类似于石墨烯平面结构，而石墨烯中的键被认为是自然界目前已知的最强化学价键之一。单壁碳纳米管可以看

17、成是有一层石墨烯片卷曲而成，缺陷相对较少，通过实验和理论预测其轴向弹性模量在之间。【】使用原子力显微镜和扫描电镜并用对单根层多壁碳纳米管进行拉伸，测得抗拉强度在之间。另外，碳纳米管在受到拉伸时，其结果也可以发生改变，通过几何拓扑结构的变化来承受应力而不是键的断裂和脆性破坏，例如六元环状结构可以拉伸变形，断裂的碳碳键可以重新分配，直径或者螺旋度发生改变，层与层之间可以像石墨片滑移甚至是可逆滑移。导电性能碳纳米管碳原子中未配对的电子形成了离域大兀键电子云，与石墨层间电子云类似，所以也具有良好的电学性能，但也与碳纳米管的手性结构有关，可以是呈金属导电性或者半导体性。多壁碳纳米管的电学性能更为复杂，是

18、多层石墨层螺旋结构综合作用的表现。对于碳纳米管束或“毛毡”电导率的测量由于接触电阻的存在而远远低于单根碳纳米管的理论和测试值。】和【】分别对单根碳纳米管的电阻进行了测量，采用的方法是将碳纳米管散落在金条纹电极上，测量电极之间碳纳米管的电阻，得到的结果是碳纳米管的导电性能与温度有关，与碳纳米管的缺陷程度有关。导热性能金属物质通过电子运动来传导热量，而对于非金属物质来说，则是通过声子来实现传热的，其传导的效率与声子的活动状态、界面散射以及声子平均自由程等有关。碳纳米管的导热率取决于其原子排列结构、直径与长度、缺陷程度、杂质的存在等。而对碳纳米管形成的薄膜或者毛毡，通过不同方法所测得的导热率在几十（

19、）。对单根碳纳米管热导率的理论计算、模拟和实验测试得到的结果也较为分散，在）之间。第一章绪论场发射性能场发射是指材料中的电子在电场的作用下，不用穿过任何势垒就可逸出到真空中向阳极运动形成电子流。碳纳米管具有天然的纳米发射尖端，同时具有高导电性和高热稳定性、高强度高韧性等众多优势，作为场致发射阴极材料或平面显示材料开发具有光明的前景。目前，控制生长条件可以制备出定向生长或碳纳米管阵列，规整的尖端排列可以显著提高场发射性能，并且去除碳纳米管端帽使其开口后其电子发射阈值更低，电子发射密度更大。其他性能氢气是一种洁净的可再生丰富能源，但容易爆炸发生危险，在存储和运输方面存在极大的困难。碳纳米管具有特殊

20、的中空结构、高比表面积、低密度为储氢提供了有利条件，理论上多壁碳纳米管层间间隙也可用于吸附氢气分子。另外，碳纳米管的吸附性能、填充性能等也是很有意思的研究领域，如纳米毛细管、纳米试管等。碳纳米管的应用及发展方向碳纳米管在纳米技术和宏观材料中的应用潜力不可限量：在纳米技术中的应用包括纳米晶体管、分子开关、纳米反应器、纳米管道等方面；也可作为复合材料的增强、导电、吸波填料、电池电极、平板显示器等在宏观材料中发挥作用。对于碳纳米管的应用研究已经取得了很大的进展，碳纳米管应用于电池的电极材料已经走向了市场，但是距离真正的广泛的应用还有很长的路要走。需要克服的困难有：实现大批量低成本制备，生长机理的研究

21、，碳纳米管增强和功能化聚合物的机理等等。碳纳米管聚合物纳米复合材料的研究进展聚合物材料也就是高分子材料，种类繁多，用途广泛，高分子材料产品是日常生活和国民经济不可或缺的部分，已经成为现代工程材料的主要支柱，目前正向着功能化、智能化、精细化方向发展。聚合物基复合材料是指以聚合物为基体，以增强或功能填料为分散相的一类复合材料。研究发现，当填料以纳米尺寸分散在基体内时，所具有的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应能够大幅提高与复合材料的界面结合，起到显著的增强效果。北京化工大学的张立群教授旧首次提出，橡胶增强的第一要素就是粒径，粒径越小，其自身的杂质性越小，比表面积北京化工大学硕士学位论文越大，与橡胶

22、分子相互作用力就越大，就越能够限制橡胶大分子链的运动。当填料尺寸小于时，即符合纳米复合填料的定义：增强剂（分散相）至少有一维尺寸小于。聚合物基纳米管复合材料就是以纳米级填料或能够原位或分散生成纳米分散相的聚合物材料。碳纳米管的直径为纳米尺寸，长度在微米级，具有大于的长径比，使其在增强聚合物时具有纤维增强的特性，另外其高导热导电性能等可以传递给聚合物基体对其进行功能化。碳纳米管在聚合物复合材料中的应用的研究近年来所发表的文章数目也呈上升趋势。基体基本覆盖了所有聚合物种类，对于性能的考查也在不断的探索中。碳纳米管聚合物复合材料的制备溶液共混溶液共混是制备聚合物纳米复合材料最常用的方法，主要包括以下

23、三个步骤：一，将碳纳米管分散在合适的溶剂中，将聚合物溶解在溶剂中；二，将碳纳米管分散液与聚合物混合均匀；三，使用离心、旋蒸或铸膜的方法脱除溶剂。但是由于原生碳纳米管存在缠结，并且极易团聚，简单的搅拌达不到稳定分散的效果，需要借助物理机械或化学预处理的方法。物理机械方法主要是使用大功率超声，利用超声空化效应来使碳纳米管从相互缠结的网络中抽出，但随着超声功率和时间的提高会对碳纳米管的结构造成破坏。化学预处理有两种方法：直接使用表面活性剂分散，或者对碳纳米管进行表面修饰，常用的表面活性剂如十二烷基苯磺酸钠，等，前提是两者能够与聚合物有较强的结合，否则有可能对材料的性能产生影响。另外溶液共混面临的后续

24、问题是溶剂的脱除，溶剂的脱除过程中可能会引起填料的再聚集，因此需要加快溶剂的脱除过程。这种方法适用于各种常用热塑性聚合物和热固性树脂，对于碳纳米管树脂基纳米复合材料的制备，对于分子量更大的难溶的橡胶基体，则比较困难，北京化工大学的岳冬梅教授将低分子量液体氢化丁腈橡胶（）溶于甲苯，与改性碳纳米管共混后真空干燥除去溶剂制备得到了良好的分散状况和力学性能，并与熔融共混方法做了比较。隋刚等对碳纳米管进行酸化球磨改性后，与均溶于丙酮后进行共混，在下真空除去溶剂。蛳】将与碳纳米管溶于四氢呋喃（），加入助剂后使用一种自转一公转旋转装置混匀后下真空干燥，同时也使用密炼机制备了样品。将天然橡胶与多壁碳纳米管溶于

25、丁苯，碳纳米管含量可以达到，得到的碳纳米管分散状况很好，杨氏模量和拉伸强度显著提高。第一章绪论。熔融共混熔融共混是在提高温度和剪切力的情况下利用机械力将碳纳米管混入聚合物基体的方法，比较具有工业可操作性。，但聚合物分子量大、黏度大，并且不耐高温，因此采用熔融共混的方法，填料分散均匀性较差，难以分散较高份数的填料。通过熔融共混成功地制备出了碳纳米管与聚碳酸酯（）、尼龙（）、聚丙烯（）、聚乙烯（）等复合材料。树脂基复合材料的制备一般通过螺杆挤出机的高剪切力来达到共混的目的。，】使用挤出机共混碳纳米管和，制备复合材料，考察了填料的分散、力学性能和电学性能。使用两步挤出机制备了碳纳米管偿复合材料，结果

26、发现形成了双连续相结构，碳纳米管有选择性地分散在相中。橡胶基复合材料一般通过双辊开炼机或密炼机的剪切力来达到共混的目的。窖等使用密炼仪制备了天然橡胶复合材料；【等对碳纳米管进行了硅烷偶联剂改性后，使用两辊开炼机进行共混；【】对机械熔融共混方法进行了湿法改进，先将碳纳米管分散在乙醇当中形成悬浮液，然后在双辊混炼过程中缓慢加入，称为“湿法共混”，与直接共混的“干法”比较，湿法共混能够使碳纳米管更好的分散，提高了力学性能，降低了碳纳米管导电的逾渗值。原位聚合共混原位聚合共混是将改性或未改性碳纳米管分散在可聚合单体溶液中，然后引发单体聚合形成碳纳米管复合材料的方法。、尼龙、聚醚酰亚胺、环氧树脂的复合材

27、料采用原位聚合方法的报道较多。【】通过环氧树脂开环聚合反应制备了碳纳米管环氧树脂复合材料，对碳纳米管进行酸化氟化改性，可以提高填料与聚合物的相容性，部分生成化学键提高两者的界面结合力。【等使用己内酰胺为聚合单体，采用原始碳纳米管和羧基化碳纳米管分别制备了复合材料，分散性能较好但性能提高不大。能够使用原位聚合方法制备的橡胶复合材料较少，报道的有硅橡胶、聚氨酯弹性体或热塑性弹性体【卜。一般需要对碳纳米管进行预处理提高其与单体或预聚体的相容性。乳液共混北京化工大学的张立群教授，首创了胶乳共混方法制备粘土橡胶复合材料，即将粘土先分散在水中，与橡胶胶乳共混均匀后，加入电解质使胶乳絮凝成固体然后进行共混硫

28、化的制备方法。这种方法的关键是保证填料在水中以及胶乳中的充分良好分散，以及快速将其在胶乳中良好的分散状态固定下来。为了保证北京化工大学硕士学位论文填料在水中和胶乳中的良好分散，对填料进行表面改性使其表面具有亲水性和亲油性是十分有效的。絮凝是通过改变乳液中颗粒的电荷性质使胶乳快速聚集挤出其中水分的过程，清华大学机械工程系的周湘文等【舱】等使用了乳液共混、喷雾干燥方法快速去除水分的方法，将碳纳米管与天然胶乳、丁苯胶乳复合制备复合材料，并比较了不同的共混工艺，认为喷雾干燥制备粉末共混物可以大幅提高填料的分散和填充份数，再辅以机械混炼，可以生成自由基与化学交联或物理吸附。本实验室江枫丹使用表面活性剂制

29、备了稳定的碳纳米管表面活性剂聚氨酯乳液，然后通过喷雾干燥方法制备了聚氨酯碳纳米管复合材料，填料在聚氨酯中分散优良，导热导电性能提高。同样，通过乳液聚合制备或具有乳液形态的树脂聚合物也可以通过乳液共混的方法与碳纳米管复合，然后通过冷冻干燥等方法成型，。碳纳米管聚合物复合材料的性能及应用碳纳米管在导电导热、高强材料、储能、能量转化装置、传感器、显示器、电子发射源、纳米半导体、探针等领域具有广阔的前景。将碳纳米管与聚合物复合有望制备高性能的结构材料和功能化材料。力学性能碳纳米管是准一维结构，具有低密度、高长径比、超高模量和强度，成为了增强复合材料的首选。聚合物基碳纳米管复合材料的拉伸模量和强度取决于

30、碳纳米管的含量，与基体的相互作用力，在基体中的分散和取向。与颗粒型填料相比，碳纳米管能够在较小的含量下起到显著的增强效果。如协等向聚苯乙烯基体（）中添加的多壁碳纳米管制备成膜，测定其弹性模量提高了一，拉伸应力提高了，并用透射显微镜原位观察了拉伸过程中碳管的取向、桥连、断裂现象。等向基体中添加的多壁碳纳米管，其杨氏模量和硬度分别提高了和倍，并有促进结晶成核作用【。对碳纳米管进行改性之后能够提高碳纳米管与聚合物基体之间的相互作用力，使应力能够有效的传递到碳纳米管上。一般通过酸化向碳纳米管中引入羧基、羟基、羰基进而通过反应接枝其他基团或者使用聚合物对碳纳米管进行物理包覆。同时能够提高碳纳米管在基体中的分散状态。提高碳纳米管在基体中的取向能够提高拉伸方向上的强度。通过加工工艺、碳纳米管预取向、外加场的影响可以提高碳纳米管的取向。碳纳米管增强橡胶复合材料的研究也取得了很大进展。隋刚等使用了分别使用了机械共混方法、溶液共混方法以及乳液共混方法制备了碳纳米管橡胶复合材料，结果告诉我们，使用分散黏合体系处