新材料技術的研究吸引了世界各地的研究的關注。 的發展正在作出改善材料的特性，也能找到替代的前體，可賦予材料的優良特性。 最近開發出的納米碳材料領域的極大興趣。利益越來越迅速，在過去十年中，或因為發現富勒烯，碳納米管和碳納米纖維，碳納米結構正在成為相當大的商業上的重要性。 碳納米管 碳納米管（CNTs）具有獨特的機械，電子和磁學性質，造成他們被廣泛研究[1-3] 。碳納米管可能是最強的物質，將永遠存在的拉伸強度比鋼的的，但只有六分之一，鋼材的重量[ 4]。 飯島愛（1991）首次發現碳納米管（CNTs）使用電弧放電法[5,6]。這一發現之後，一些科研項目已發起並有多種方法已用於合成碳納米管，即電弧放電，激光汽化[7]和碳氫化合物的催化化學氣相沉積[8-10] 。由於碳-碳共價鍵是最強的性質，結構的基礎上，沿著碳納米管軸面向這些債券的完美安排，會產生一個極其強大的物質。 碳納米管是強大和彈性，可彎曲，沒有災難性的結構失效的形狀拉長的碳納米管的結構[11， 12]。 鑽石（1兆帕斯卡〜200千兆帕斯卡，分別）的楊氏模量和拉伸強度的對手[13]。 增援的碳納米管複合材料 這夢幻般的財產的機械強度，使這些結構要盡可能增強材料使用 。 就像目前的碳纖維技術，這些納米管的加強將使非常強和輕質材料來製作。碳納米管的這些特性吸引了世界各地的科學家的廣泛關注，因為它們的吸收，這是應用納米複合材料的負載能力高[ 11-13]。 在這項研究中的多壁碳納米管基納米複合材料 多壁碳納米管（MWNTs）將用於天然橡膠（NR）納米複合材料的準備。我們的第一個努力實現碳納米管/ NR複合材料的納米結構將 形成結合碳納米管在聚合物溶液，隨後蒸發溶劑 。 使用這種技術，碳納米管將在NR基體分散均勻，在企圖增加這些納米複合材料的的機械性能 。 如拉伸強度，拉伸模量和斷裂伸長率的複合材料的性能進行了研究。 實驗 已設計的FC - CVD反應器生產CNF和CNT。生產碳纖維/碳納米管在目前的工作已進行了在水平管式反應器。臥式反應器是直徑900毫米，長度為50毫米的石英管，碳化矽電熱元件加熱 。 絕緣塑料管連接到對方的兩個錐形瓶中，其中之一為催化劑源烴源岩和另一個擺在管式反應器 。 他們通過一個不銹鋼偷管連接到反應堆。燒瓶中，其中包含的催化劑，是放置在加熱溫度控制器壁爐。在這個系統中使用兩種類型的氣體，氫氣作為反應氣體和閃爍的空氣從系統中的氬，以及他們兩人是由流量計控制。一個冷凝器被安置後，反應堆冷卻下來的排氣溫度和包埋材料，如在圖1中的原理圖和圖片所示 。  | 圖1 修改的FC - CVD示意圖。 |
被添加到碳納米管作為填充物的天然橡膠 。 天然橡膠，這是在這項研究中中使用，是一個標準馬來西亞橡膠恆定粘度60（SMR CV 60） 。納米複合材料的製備進行了溶劑的鑄造方法，使用甲苯作為溶劑使用。 碳納米管的金額分別為1，3，5，7和10％的總重量10克的重量。 天然橡膠/碳納米管分為以下四個過程的nanompcosite材料的過程。 分散的納米管 這個階段涉及的碳納米管在溶劑中的溶解/的分散性（在這種情況下，甲苯），以解開緊緊抱在一起，結成硬塊，這變得非常難以處理的納米管，通常傾向於。 對於這一點，添加一定量的碳納米管或纖維的甲苯溶液中的具體數額後，仔細權衡（為了維護解決方案中的一個具體的碳納米管重量比例） 。 這個解決方案是使用機械探針sonicator（布蘭森sonifier），超聲波頻率振動，以促使納米管或納米纖維的高效分散超聲。 在這項研究中，不同的碳納米管的解決方案（含碳納米管在不同重量比） ： I） 1％的碳納米管在甲苯溶液10毫升中含有 II） 3％的甲苯溶液10毫升碳納米管 三） 在甲苯溶液10毫升中5％的碳納米管 IV） 7％的甲苯溶液10毫升碳納米管 V） 在甲苯溶液10毫升中10％的碳納米管。 橡膠的解散 這個階段涉及的橡膠在一個合適的有機溶劑（甲苯）的解散 。 權衡的具體數額的橡膠（在這種情況下，10 GMS），使用平衡，加入一定量的有機溶劑（500毫升甲苯），從而保持所需的橡膠重量比。 混合攪拌和保持一定的時間期限，直到橡膠成為均勻地溶解在溶劑中。 煉膠碳納米管的解決方案 這是在熔化準備過程中的最後一步，基本上涉及到徹底混合在第一和第二階段的準備，導致在一個良好的碳納米管在橡膠混合組成的解決方案 ，的解決方案。 按和測試樣品 nancomposite材料（橡膠與碳納米管）被按下，使用熱壓成標準的形狀和削減 。 然後對樣品進行了表徵和測量機械性能。 結果與討論 生產的多壁碳納米管（碳納米管） 在這項研究工作，利用浮動催化化學氣相沉積（FC - CVD）生產的多壁碳納米管 。 生產出的鐵（Fe）催化劑存在的這些碳材料，碳原子鍵 。 鐵（Fe）的催化劑顆粒的形式，獲得的二茂鐵的分解 。 苯C 6 H 6開裂產生的碳原子為原料。該產品是從反應堆的牆壁和陶瓷船，它被放置在反應室中心收集。對每個關鍵參數對產量的影響的研究，碳材料的純度，平均直徑和分佈進行了討論，但是更加強調CNTs和CNFs，由於其工業的重要性，並更廣泛的適用性程度較輕。 純碳納米管的生產條件已經固定在反應溫度850℃，氫氣流速300毫升/分鐘，反應時間45分鐘。不盡相同，從2納米到30納米的碳納米管直徑的平均長度為70微米。 掃描電鏡表徵 由此產生的碳納米管被廣泛使用SEM的特點。圖1顯示了典型的碳納米管的SEM圖像 。 高純度的碳納米管陣列，觀察圖1。 SEM觀察表明，這些碳納米管幾十微米長（最多為50微米），直徑均勻的。 長碳納米管的批量形態電影喜歡和導向性 。 然而，圖像顯示，除一些納米顆粒雜質的清潔產品 。   | 圖2。SEM 圖像的碳納米管反應溫度850℃，氫流量300毫升/分鐘和反應時間45分鐘。 |
透射電子顯微鏡表徵 透射電鏡進行了表徵碳納米管的結構（圖2） 。準備透射電鏡樣品，一些酒精下降的納米管薄膜上，然後，這些影片被轉移的鑷子一個碳包覆的銅網 。 碳納米管的TEM照片呈現在圖3（a）。這是顯而易見的，從圖像中所有的碳納米管，是空心的，形狀管狀 。 在一些圖像，可以看出催化劑顆粒內的納米管。 TEM照片表明，納米管是一種高純度，直徑分佈均勻，不包含在結構畸形 。 而圖3（b）顯示碳納米管高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM）。這表明，一個高度有序的晶體結構的CNT是目前的 。 0.34納米石墨張清晰的條紋分隔，並與管軸方向約2 °的傾斜角度對齊。   | 圖3。 碳納米管的TEM照片（一）低分辨率（二）高清晰度。 |
碳納米管/天然橡膠納米複合材料 在這項研究工作中，碳納米管被僱用在一個先進的商業碳纖維/橡膠複合材料界面納米加固，這是第一次，這些工作已經報導。 如上所述，尤其是他們的預測高的優勢（60 GPA為了）和模塊（1 TPA），碳納米管的力學性能的理論預測，使他們有吸引力的候選人作為補強填料在聚合物結構複合材料。 碳納米管增強的CNT - NR的初步試點工作已經證明，除了少量的碳納米管可以得到有效的模量和強度的大量增加。 透射電鏡觀察 SMR CV60碳納米管的分散的特點是利用透射電子顯微鏡（TEM） 。一個約100納米的薄片，用鑽石刀切割，在-120 ° C至觀察碳納米管內的橡膠分散。 在圖4（A）短期和長期的碳納米管被視為。這個數字顯示，碳納米管均勻分佈在SMR CV60矩陣 。 然而，碳納米管兩端是開放的，在分散到甲苯的碳納米管，利用超聲波的振動頻率，在碳納米管的SMR CV60機械攪拌混合。 在矩陣的碳納米管之間的距離寬，這使得它們以及它們之間的小界面交互的面向。 在TEM對碳納米管的大小顯示不同直徑2 - 20nm的長短不一，可以是短期或長期的。 圖4（b）所示的3％碳納米管在基體中分散，的形象，SMR CV60碳納米管取向已成為導向，更隨機 。 該圖還顯示，碳納米管在年底開放。圖4（C，D和E）顯示的SMR CV 60 5，7，和10 wt％的碳納米管。數字還表明，定向碳納米管的應力和應變矩陣的一個非常重要的作用。被認為對力學性能的重要的另一個因素是寬高比，如果長寬比是高材料的強度將增加。    | 圖4。SMR CV60（一）1 wt％的碳納米管的碳納米管的TEM圖像（B）3 WT％的碳納米管（C）5碳納米管的WT％（D）7 wt％的碳納米管和（e）10 wt％的碳納米管。 |
不同比例的純碳納米管的應力-應變曲線與SMR CV60（1，3，5，7和10％的碳納米管）是在圖5 。 拉伸強度，從根本上提高碳納米管濃度的增加量 。 總的趨勢是，應力水平的增加是由碳納米管此外，起著加固作用 。 從這些結果，得出的結論是，碳納米管的加固效果非常明顯。由於CNT在橡膠增加內容，應力水平逐漸增加，但在同一時間的納米複合材料的跌幅的壓力。  | 圖5。SMR CV60的應力應變與不同比例的碳納米管 。 |
應力水平的提高是由於碳納米管和橡膠之間的相互作用 。 一個良好的接口之間的碳納米管和橡膠材料承受的壓力是非常重要的。正如上面的碳納米管極強的材料相比，其他類型的填料，從而使它們作為納米填料的很好的候選人 。 負載下，矩陣分佈進行應用負載的碳納米管的力量 。 碳納米管的楊氏模量的SMR CV 60的影響 。 同樣的現象觀察的楊氏模量。純矩陣歸一的複合材料的楊氏模量是在圖6。結果表明，楊氏模量與碳納米管量增加在制定的增加 。 然而，在1和3％的碳納米管，模數的增量是不抗拉強度高 。 觀察在5％的碳納米管的彈性模量相同的值和抗拉強度。雖然在7日和10％的彈性模量高於拉伸強度。  | 圖6。SMR CV60在不同比例的碳納米管的楊氏模量 。 |
對碳納米管的能量吸收的SMR CV 60 圖7顯示了納米複合材料的韌性，並認為骨折材料所需的能量 。 數字顯示，到SMR CV60增加量的碳納米管吸 收的能量需要骨折的物質增加 。 由於強度成正比打破樣品所需的力和應變的距離（即樣品被拉伸的距離）為單位來衡量，那麼實力倍應變力倍的距離，這反過來等於能量即是成正比： 強度×應變力×距離=能源 |