WCF/CNT/HDPE材料的拉伸和熱力學(xué)性能研究

馮晨，劉松，曾敏麗，朱艷秋，王南南

(廣西大學(xué) 資源環(huán)境與材料學(xué)院，廣西 南寧 530004)

0 引言

近年來，聚合物及其衍生物材料已經(jīng)在一些工業(yè)應(yīng)用上逐漸取代了傳統(tǒng)的金屬材料[1-2]。由于需要在保持材料原有性能的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，塑料聚合物的作用變得越來越重要；然而，單一聚合物的特性并不總是能滿足特定領(lǐng)域的性能需求，因此，聚合物通常通過添加填充物進(jìn)行改性以提升高分子聚合物的性能[3-4]。

近年來，特別是在發(fā)達(dá)國家，木質(zhì)纖維素[5-6]因具有成本低、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。研究人員希望它能作為現(xiàn)代工業(yè)的高科技產(chǎn)品進(jìn)行商業(yè)化，從而實(shí)現(xiàn)林業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，最好能成為石油基材料的良好替代品。通過化學(xué)改性從天然生物質(zhì)中提取纖維素已成為更可行和有前途的技術(shù)。近年來，天然纖維已被用來替代聚合物中的傳統(tǒng)合成填料，以合成具有成本效益和高可持續(xù)性的生物聚合物。碳納米管(carbon nanotubes，CNT)[7-8]作為一種超高強(qiáng)度、具有良好導(dǎo)電性、較佳的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的復(fù)合材料納米填料，已經(jīng)在市場(chǎng)上有著非常廣闊的應(yīng)用，因此，同時(shí)具備生物環(huán)保性并且含有CNT的三元復(fù)合材料受到研究者們的廣泛青睞。

高密度聚乙烯(high-density polyethylene, HDPE)[9-12]作為一種低成本的商業(yè)熱塑性塑料，具有耐腐蝕、易加工、良好的介電性能和透濕性等特性；但是，其機(jī)械性能的提升仍是目前亟待解決的問題，因此，通過添加合適的填料來改善其機(jī)械性能已經(jīng)成為一個(gè)可行的方向。在當(dāng)今的工業(yè)領(lǐng)域，氧化鋁[8,13]、石墨烯[14-15]等流行的填料以其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)成為塑料改性填料的首選。隨著時(shí)代的發(fā)展，人們開始追求材料的環(huán)境友好、可再生、可降解等特性。在這種情況下，Singh等[16]對(duì)商用熔融沉積模型(fused deposition models, FDM)裝置中碳化硅(SiC)和氧化鋁(Al2O3)增強(qiáng)HDPE原料長絲進(jìn)行熱機(jī)械研究，采用單螺桿擠出工藝制備商用FDM原料絲，并通過優(yōu)化反應(yīng)條件改善聚合物的機(jī)械性能。這項(xiàng)研究將提高材料的可持續(xù)性，有助于開發(fā)低成本的內(nèi)部FDM長絲，作為快速加工的可能應(yīng)用。Tarani等[17]采用熔融混合法制備了不同填料尺寸的石墨烯填充HDPE納米復(fù)合材料，總結(jié)了填料尺寸對(duì)聚合物基體熱性能的影響。同時(shí)，HDPE/石墨烯納米復(fù)合材料的熱降解機(jī)制可以用基于熱分解動(dòng)力學(xué)分析的自催化環(huán)級(jí)模型來描述。García等[18]以天然花生殼為填料，以HDPE為塑料基材，通過擠壓和熱壓生產(chǎn)了一系列不同配比的復(fù)合材料。復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)機(jī)械和力學(xué)性能得到了一定程度的改善，同時(shí)保持了HDPE原有的摩擦學(xué)性能。

在本研究中，選擇了木材作為原材料，通過三步化學(xué)改性得到了相對(duì)規(guī)整的木纖維(wood cellulose fiber, WCF)作為基礎(chǔ)塑料填料[19]，具有可降解綠色環(huán)保特性。通過第一步預(yù)混合后，再向其中加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的納米填料CNT，最終通過熔融-熱壓混合法制備了一系列不同CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料，其中高溫熔體下的高剪切力可以增強(qiáng)填料在塑料基材中的有效分散，熱壓成型可以更好地控制樣品的孔隙率[20]。此外，還對(duì)復(fù)合材料的成核和結(jié)晶能力、力學(xué)性能和動(dòng)態(tài)熱力學(xué)性能等性能參數(shù)進(jìn)行了表征，研究成果有助于拓寬生物質(zhì)基CNT復(fù)合材料在柔性設(shè)備中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本實(shí)驗(yàn)購買的原材料是天工木模材料廠的木條。高密度聚乙烯(HDPE)購自伊朗石油化工生產(chǎn)的BL3系列。乙醇、次氯酸鈉(NaClO2)、冰醋酸(CH3COOH)、硫酸(H2SO4)和氫氧化鈉(NaOH)均為分析純，購自南寧藍(lán)天實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。碳納米管(CNT)，購自江蘇先豐納米材料科技有限公司，型號(hào)XFM19，純度95%，長度10～30 μm，直徑20～30 nm。

1.2 CNT/WCF/HDPE復(fù)合材料的制備

1.2.1 WCF的制備

用鋸子和機(jī)械研磨機(jī)將木條研磨成大致均勻的木片形狀，用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。研磨后的木片被過濾、清洗，并用去離子水進(jìn)行篩選，以去除不規(guī)則的大形狀的木片條。篩選后的木片在60 ℃的烘箱中干燥過夜。為了確保木材純化纖維素的整體規(guī)范化特性，采取了以下實(shí)驗(yàn)處理。

① 堿處理和洗滌工藝。

首先，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaOH溶液。加入木屑并用玻璃棒充分?jǐn)嚢?木屑與NaOH的質(zhì)量比為1∶2.5)，然后在80 ℃下磁力攪拌4 h(速度為500 r/min)。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)物用水稀釋并放置過夜，之后真空過濾，用去離子水洗滌至中性，在60 ℃的烘箱中干燥過夜。將干燥的木屑研磨后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的NaClO2溶液中(用冰醋酸調(diào)節(jié)混合物pH=4.5)，然后在60 ℃下磁力攪拌4 h(速度為500 r/min)，反應(yīng)后用水稀釋并放置過夜，然后真空過濾并洗滌至中性，在60 ℃的烘箱中干燥過夜。

② 強(qiáng)酸水洗工藝。

將干燥的木屑研磨后加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%的H2SO4溶液中，然后在45 ℃下回流2 h。反應(yīng)完成后，將裝有反應(yīng)液的三頸燒瓶放入冰水中快速冷卻，以中止反應(yīng)。然后將反應(yīng)溶液倒入一個(gè)500 mL的燒杯中，用水稀釋，并放置過夜。纖維素纖維用去離子水清洗幾次至中性，在轉(zhuǎn)速10 000 r/min下離心分離，然后在凍干機(jī)中凍干，用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

1.2.2 CNT/WCF/HDPE 三元復(fù)合材料的制備

首先，用機(jī)械粉碎機(jī)將HDPE顆粒樣品粉碎成粉末狀，然后在乙醇中超聲處理30 min，最后干燥后使用。之后，用攪拌機(jī)將凍干的WCF粉末和預(yù)處理的HDPE粉末預(yù)混合，選取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1% WCF的WCF/HDPE復(fù)合材料作為基底，向其中添加不同份數(shù)的CNT從而合成CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料。

表1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)CNT/WCF/HDPE復(fù)合材料的組成

1.3 CNT/WCF/HDPE 復(fù)合材料的表征

掃描電子顯微鏡(SEM，Hitachi SU8220，Tokyo，Japan)用于觀察WCF/HDPE復(fù)合材料的形態(tài)，在10 kV的工作電壓下，在樣品上預(yù)涂了一層薄的金層。X射線衍射儀(Rigaku D/MAX 2500 V, Matsubara-Cho, Akishima-shi, Tokyo, Japan)被用來在2θ=10°～50°范圍內(nèi)以0.02為單位鑒定晶體結(jié)構(gòu)。納米復(fù)合材料(啞鈴形)的機(jī)械性能(在拉伸狀態(tài)下)是用機(jī)械測(cè)試系統(tǒng)(英國型號(hào)規(guī)格8801，INSTRON，Norwood，Massachusetts，USA)測(cè)試的，每種填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)有5個(gè)樣品，測(cè)試機(jī)在室溫下以20 mm/min的速度運(yùn)行。通過動(dòng)態(tài)差示掃描量熱法(DSC，METTLER TOLEDO)在30～180 ℃的溫度范圍內(nèi)以20 ℃/min的升溫速率獲得復(fù)合材料的熔化和結(jié)晶溫度曲線。動(dòng)態(tài)熱力學(xué)分析(DMA-Q800，USA)在頻率為1 Hz的雙懸臂拉伸模式下，實(shí)驗(yàn)溫度從-40～100 ℃，使用10 ℃/min的加熱速率，評(píng)估儲(chǔ)能模量、損耗模量和損耗因子隨溫度變化的特征曲線。傅里葉紅外光譜(FTIR，Thermo Fisher Scientific，USA)用于描述三元復(fù)合材料在4 000～400 cm-1(樣品與KBr顆粒的質(zhì)量比為1∶400)波數(shù)范圍內(nèi)的官能團(tuán)。

2 結(jié)論和討論

2.1 SEM分析

圖1(a)表示經(jīng)拉伸后的HDPE橫截面的SEM圖像，顯示出整體類似的波紋狀形態(tài)。從圖1(b)中可看出，化學(xué)改性后的WCF呈現(xiàn)出不規(guī)則片狀分布，其長度為10～50 μm，寬度為1～8 μm，這可能是原始木材經(jīng)化學(xué)預(yù)處理后的不均勻性以及濃硫酸對(duì)純化纖維素的激活。這種現(xiàn)象表明，酸的濃度和含量會(huì)對(duì)表面形態(tài)產(chǎn)生重大影響[21]。圖1(c)表示W(wǎng)CF在HDPE基體中的代表性分布，即WCF顆粒嵌入或堆積在HDPE基體的表面。其中，紅圈部分的放大圖即圖1(a)，顯示了WCF在HDPE層面上的相對(duì)均勻分布，對(duì)應(yīng)于1%的WCF添加量。

圖1 HDPE、WCF和WCF/HDPE的SEM圖像

圖2(a)表示W(wǎng)CF/HDPE二元混合樣的SEM局部放大圖。從圖中可以看出，呈小顆粒狀的WCF顆粒相對(duì)均勻的分布在HDPE纖維拉伸斷面的表面。從圖2(b)—(e)可得出，隨著三元復(fù)合材料中CNT填料含量的增加，逐漸出現(xiàn)多處大片的團(tuán)聚體，不均勻地堆積在WCF/HDPE纖維表面。將掃描電子顯微鏡放大倍數(shù)調(diào)至10 000時(shí)，可以較為清晰地看出CNT顆粒分布在二元復(fù)合材料纖維表面，并且隨著其份數(shù)的增大，表面CNT的含量也在肉眼可見的增多。直至7%的CNT負(fù)載量時(shí)，如圖2(i)中所示，大片團(tuán)聚的CNT覆蓋在二元復(fù)合材料表面，甚至看不出基底WCF/HDPE二元復(fù)合材料的存在。

圖2 不同放大倍數(shù)下CNT/WCF/HDPE的SEM圖像

2.2 XRD分析

圖3為不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)CNT填料的三元復(fù)合材料的XRD譜圖。純HDPE的XRD譜圖顯示了2個(gè)明顯的衍射峰，即2θ在21.4°和23.7°，分別對(duì)應(yīng)于(110)和(200)晶面[22]。如圖3所示，WCF/HDPE二元復(fù)合材料的XRD譜圖和純HDPE的XRD譜圖幾乎相一致。此外，在圖3中，2θ=36.3°處出現(xiàn)了一個(gè)微晶衍射峰，對(duì)應(yīng)著(020)晶面[23]。隨著CNT摻入比例的增加，各份數(shù)下的三元復(fù)合材料的2個(gè)主要衍射峰2θ為21.4°和23.7°只在衍射峰的峰強(qiáng)上發(fā)生了一定程度的變化，這歸因于填料CNT的加入，促使復(fù)合材料的結(jié)晶表現(xiàn)發(fā)生了變化，并且，當(dāng)3%的CNT加載量時(shí)，三元復(fù)合材料主要衍射峰的峰強(qiáng)最大，體現(xiàn)出更好的結(jié)晶表現(xiàn)。

圖3 不同CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的XRD譜圖

2.3 DSC分析

用DSC研究了納米填料CNT對(duì)WCF/HDPE二元復(fù)合材料結(jié)晶性能的影響結(jié)果如圖4所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，隨著填料CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，聚合物晶體的內(nèi)熱熔化溫度Tm呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，然而，總體變化并不明顯，大致在3 ℃以內(nèi)，其放熱結(jié)晶Tc的轉(zhuǎn)變也是類似的?？紤]到實(shí)驗(yàn)設(shè)備等方面的誤差，這種變化可能是由HDPE的典型熔化行為引起的，CNT的加入對(duì)Tm和Tc的影響較小[24]。熔融焓ΔH也呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，與復(fù)合材料結(jié)晶度的變化規(guī)律相吻合。當(dāng)加入3%的CNT時(shí)，最佳結(jié)晶度為65.22%，相比于原樣提高了6.5%。CNT作為一種良好的成核劑，在之前的研究中已被報(bào)道過[26]。其良好的成核效應(yīng)使得CNT和基底WCF/HDPE之間形成了良好的界面力，使得界面作用大大增強(qiáng)，促進(jìn)了HDPE基底塑料的結(jié)晶表現(xiàn)，從而使得復(fù)合材料的結(jié)晶度提高。結(jié)晶度計(jì)算公式為

圖4 不同CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的DSC圖

(1)

式中：Tm為材料的測(cè)量熔化溫度；Tc為材料的測(cè)量結(jié)晶溫度；ΔHm為材料的測(cè)量熔化焓；ΔH為純結(jié)晶HDPE的熔化焓，通過查閱文獻(xiàn)可以得知為293 J/g；fc為聚合物樣品部分中HDPE的質(zhì)量[25]。

表2 WCF/HDPE二元復(fù)合材料和CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的Tm, Tc,ΔHm及Xc數(shù)值

2.4 FTIR分析

圖5為CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的傅立葉變換紅外光譜，在3 435 cm-1區(qū)域的寬帶對(duì)應(yīng)于強(qiáng)O-H拉伸振動(dòng)。2 918、2 851 cm-1的峰值可以歸結(jié)為CH2的強(qiáng)烈不對(duì)稱拉伸。此外，1 491、718 cm-1歸屬于C-H的強(qiáng)彎曲變形(面內(nèi))和C-H的中等彎曲變形(面外)。查資料可知，上述波數(shù)對(duì)應(yīng)的官能團(tuán)正是高密度聚乙烯的典型特征峰[22,27-28]。如圖5所示，合成后的WCF/HDPE二元復(fù)合材料和CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料均具有與HDPE相同的特征峰，表明通過該化學(xué)合成，CNT并沒有顯著改變WCF/HDPE的官能基團(tuán)。

圖5 不同CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的紅外光譜

2.5 DMA分析

使用動(dòng)態(tài)熱力學(xué)分析(DMA)測(cè)量了WCF/HDPE二元復(fù)合材料和CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的熱力學(xué)性能，得到的結(jié)果如圖6(a)、(b)、(c)所示，它們分別對(duì)應(yīng)材料的儲(chǔ)存模量、損失模量和損耗因子。

(a)儲(chǔ)存模量

儲(chǔ)存模量是指當(dāng)變形發(fā)生時(shí)，由于彈性變形(可逆)而儲(chǔ)存在材料中的能量。如圖6(a)所示，CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料呈現(xiàn)出與WCF/HDPE二元復(fù)合材料類似的變化趨勢(shì)，儲(chǔ)存模量隨著溫度的升高而呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是復(fù)合材料從玻璃態(tài)逐漸向橡膠態(tài)轉(zhuǎn)變，而玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg通常被定義為這種轉(zhuǎn)變溫度的代表數(shù)值。有研究表明，在彈性變形階段，機(jī)械行為的變化主要取決于分子內(nèi)和分子間的相互作用，并且會(huì)對(duì)復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度產(chǎn)生重大影響[29]。如圖6(a)所示，WCF/HDPE復(fù)合材料呈現(xiàn)出與純HDPE樣品類似的趨勢(shì)，儲(chǔ)存模量隨著溫度的升高而逐漸減小，這歸因于分子鏈在升溫過程中自由運(yùn)動(dòng)的行為。此外，在CNT的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1%時(shí)，復(fù)合材料在-40℃的初始存儲(chǔ)模量達(dá)到約1 713 MPa，與WCF/HDPE的初始模量1 404 MPa相比，高出22.0%，這歸因于添加的CNT與WCF/HDPE基體之間強(qiáng)大的界面力作用，促進(jìn)了分子鏈間應(yīng)力傳遞[30-31]。在圖6(a)中，材料在加載1%和3%CNT時(shí)表現(xiàn)出較大的初始儲(chǔ)存模量，而隨著加載量的進(jìn)一步增加，復(fù)合材料的模量顯示出輕微的減小，這可能是由CNT的團(tuán)聚和機(jī)械混合時(shí)材料的不均勻性造成的。

聚合物的損失模量是指材料在發(fā)生變形時(shí)由于黏性變形(不可逆)而導(dǎo)致的損失能量的大小，其隨溫度變化的趨勢(shì)圖見圖6(b)。在30～80 ℃的過渡溫度范圍內(nèi)，CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料經(jīng)歷了從玻璃態(tài)到橡膠態(tài)的轉(zhuǎn)變過程。在玻璃態(tài)區(qū)域內(nèi)，損失模量的數(shù)值隨著溫度的升高而不斷增大，直到增加到峰值并逐漸減小。如圖6(b)所示，二元復(fù)合材料WCF/HDPE峰值對(duì)應(yīng)的過渡溫度α值為56.35 ℃，在1%和3% CNT添加量時(shí)，三元復(fù)合材料CNT/WCF/HDPE的轉(zhuǎn)變溫度α值向高溫方向移動(dòng)，這可以解釋為CNT和WCF/HDPE二元復(fù)合材料之間形成了一個(gè)界面，因此，界面力的存在使得聚合物分子鏈傳遞需要更多的能量消耗[29]。

損耗模量與儲(chǔ)存模量之比通常用于定義損耗因子tanδ，其峰值通常用于評(píng)估材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg。如圖6(c)所示，HDPE是一種高度結(jié)晶的聚合物，它和它的復(fù)合材料幾乎沒有特征峰。從整體看來，圖示的各CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)下三元復(fù)合材料的tanδ值，都隨著溫度的升高呈現(xiàn)出逐步增加的趨勢(shì)。除此之外，除了1%的CNT添加量時(shí)，該曲線在其他曲線的下方，其他曲線差別不大[24]。

2.6 拉伸性能分析

圖7中的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率及應(yīng)力-應(yīng)變曲線由機(jī)械測(cè)試系統(tǒng)直接得出，彈性模量由應(yīng)力-應(yīng)變曲線初始彈性狀態(tài)計(jì)算得出。標(biāo)準(zhǔn)誤差是在控制同種實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行測(cè)試后，通過3組樣品計(jì)算得出。圖7(a)顯示，隨著三元復(fù)合材料CNT/WCF/HDPE中CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加(0、1%、3%、5%和7%)，其拉伸強(qiáng)度的大小呈現(xiàn)出先增加后減少的發(fā)展趨勢(shì)。詳細(xì)地說，WCF/HDPE樣品的拉伸強(qiáng)度為9.58 MPa，在添加3% CNT時(shí)達(dá)到了最大15.68 MPa，與原始WCF/HDPE的樣品相比增加了63.7%。這要?dú)w功于納米填料CNT的加入，在一定程度上提高了WCF/HDPE二元復(fù)合材料的剛度，并且CNT較高的長徑比更有利于有效地將負(fù)載從塑料基體傳導(dǎo)到CNT本身上；而當(dāng)添加量增加到5%和7%時(shí)，聚合物的抗拉強(qiáng)度下降，這可歸因于CNT的聚集，使填料與聚合物基體的兼容性降低[23,32]，這一點(diǎn)從從圖2(d)和圖2(e)可直觀看出。這一特性也解釋了圖7(b)中的曲線的行為，隨著納米填料CNT的增加，斷裂伸長率也有著一個(gè)先增加后減小的發(fā)展趨勢(shì)。圖7(c)中的應(yīng)力-應(yīng)變曲線顯示，三元復(fù)合材料的彈性模量也隨著納米填料CNT的增加而呈先增加后減少的趨勢(shì)。原始WCF/HDPE樣品的彈性模量為166.75 MPa，當(dāng)3%的CNT添加量時(shí)為226.41 MPa時(shí)，其彈性模量最好，提高了35.8%。相關(guān)量的關(guān)系如表3所示，這與前文中所體現(xiàn)的低濃度性能較佳效應(yīng)相一致。

(a)拉伸強(qiáng)度曲線

表3 WCF/HDPE二元復(fù)合材料和CNT/WCF/HDPE三元復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和彈性模量

3 總結(jié)

CNT/WCF/HDPE復(fù)合材料是通過化學(xué)預(yù)處理工藝和熔融-熱壓混合法制備的。從掃描電子顯微鏡圖中可以看出，低濃度的CNT填料在WCF/HDPE基體中的分散性更好。用XRD和DSC評(píng)估了結(jié)晶度，復(fù)合材料的最佳結(jié)晶度是CNT添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%。如XRD圖所示，與原始WCF/HDPE相比，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%和3%的CNT添加量下，三元復(fù)合材料特征峰的強(qiáng)度都有一定程度的提高；如DSC分析所示，與WCF/HDPE樣品相比，在3%的CNT添加量下，復(fù)合材料的結(jié)晶度增加了6.5%，表明CNT的加入促進(jìn)了WCF/HDPE的成核效應(yīng)，提高了材料的結(jié)晶度，結(jié)晶度也同時(shí)影響著材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。從DMA測(cè)試結(jié)果可知，復(fù)合材料的儲(chǔ)存模量提高了約22.0%，在CNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)最為明顯，說明填料的增強(qiáng)作用促進(jìn)了應(yīng)力傳遞。CNT加載量為3%時(shí)，最大拉伸強(qiáng)度和彈性模量分別提高了約63.7%和35.8%，說明CNT填料的添加有效地提高了材料的機(jī)械性能。如果能優(yōu)化CNT在WCF/HDPE中的分散性，有望進(jìn)一步提升其相關(guān)性能。