碳納米管表面功能化及聚苯乙烯-碳管復(fù)合材料研究.pdf

1、多壁碳納米管(MWCNTs)由于具有優(yōu)異的力學(xué)性能、電學(xué)性能、良好的熱學(xué)性能及優(yōu)良的儲氫性能，使得碳納米管自發(fā)現(xiàn)以來一直備受研究者的廣泛關(guān)注，碳納米管被認(rèn)為是制備復(fù)合材料理想的添加相材料，在納米復(fù)合材料領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。為了實(shí)現(xiàn)碳納米管在聚合物基體中的均勻分散，實(shí)驗(yàn)過程中采用一種改性的Hummers氧化體系，通過三階段氧化的方式制備了功能化程度較高的多壁碳納米管，改性后的碳納米管在極性有機(jī)溶劑中具有較高分散性，為制備功能化復(fù)合材料

2、奠定了基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)過程中對比了第二階段超聲在氧化過程中作用以及對比分析了各階段的氧化產(chǎn)物，初步探討了實(shí)驗(yàn)過程中所采用氧化體系的氧化機(jī)理。通過對比分析第二階段的氧化產(chǎn)物證實(shí)了超聲在改性過程中對碳納米管功能化有明顯的促進(jìn)作用，X射線光電子分析氧含量從純多壁碳納米管的2.7at％增至18.7at％，而經(jīng)過氧化氫處理后第三階段的氧含量增至24.9at％。場發(fā)射掃描電鏡及高分辨率透射電鏡證實(shí)了氧化后的多壁碳納米管的表面形貌未發(fā)生明顯的破壞。紅外光譜

3、、拉曼光譜及熱失重分析證實(shí)了含氧官能團(tuán)在碳管表面的引入。通過對比改性后碳管在水中的粒度及在乙醇溶液中的分散性證實(shí)了改性后的碳納米管在極性溶劑中具有較高的分散性。通過對比改性后碳管的接觸角測試分析表明改性后的碳管具有較高的親水性，接觸角從純多壁碳納米管的140°降至40°左右證實(shí)了含氧官能團(tuán)的引入。
　　最后，采用溶液共混水溶液成膜的方式制備了聚苯乙烯/不同功能化碳納米管復(fù)合材料膜，對比分析了表面活性劑及不同功能化的碳納米管對復(fù)合材