环氧纳米复合材料中的Ti₃C₂T_{MXenes的表面功能化:增强导电性,EMI屏蔽,热导电性和机械强度}

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术
• 聚合物科学 聚合物科学

背景情况:

• MXenes是聚合物纳米复合材料的有希望的多功能填充剂.
• MXenes 的水友表面阻碍了与性聚合物 (如环氧化物) 的兼容性.
• 这限制了MXene-聚合物纳米复合材料的整体性能.

研究的目的:

• 通过表面功能化,提高MXenes与环氧矩阵的兼容性.
• 开发具有改进性能的高性能MXene-环氧纳米复合材料.
• 研究表面修饰对MXene分散和网络形成的影响.

主要方法:

• 高晶体Ti₃C₂TMXenes使用基化3,4-二氧-l-氨配体进行了功能化.
• 表面功能化使得水友MXene片变得更加疏水.
• 经过修改的MXenes被纳入一个环氧矩阵,填充剂负载低 (0.12体积%).

主要成果:

• 功能化MXenes在环氧矩阵中的增强兼容性和均分散.
• 在低度的填充剂中形成透网络.
• 达到8200 S m-1的电导率.
• 在110 GHz时,电磁干扰屏蔽效率为100dB.
• 提高了导热能力 (1.37 W m-1 K-1) 和拉伸性增加了300% (271 KJ m-3).

结论:

• 表面功能化对于优化MXene-聚合物相互作用至关重要.
• 开发的功能化MXene-环氧纳米复合材料表现出卓越的多功能性质.
• 这种方法为创建基于2D MXene的先进纳米复合材料提供了可行的途径.