碳納米管表面聚合物修飾及其性能的研究.pdf

1、由于碳納米管具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及其在力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等方面表現(xiàn)出的優(yōu)異的性能，碳納米管已成為是科學(xué)界研究的熱點(diǎn)。然而其在溶劑中難溶及在聚合物基體中難于分散，因此有必要對其表面進(jìn)行功能化，提高其溶解性，分散性和加工性能。 本論文以多壁碳納米管的有機(jī)共價(jià)修飾為主要內(nèi)容，通過不同的合成方法，實(shí)現(xiàn)碳納米管與聚合物的接枝，合成了結(jié)構(gòu)明確的碳納米管接枝聚合物，并利用紅外光譜、透射電子顯微鏡、熱失重分析等測試方法對這些聚合物進(jìn)行了詳細(xì)的表征。

2、 1.采用混酸氧化法對碳納米管進(jìn)行化學(xué)處理，制備了分散均勻的穩(wěn)定的碳管懸浮液；再繼續(xù)與氯化亞砜和乙二醇反應(yīng)，引入了酰氯基團(tuán)和羥基。結(jié)果表明，在碳管表面引入了活性基團(tuán)，同時又能較好地保留碳管的原有性能。采用透射電鏡和紅外光譜對修飾的碳納米管進(jìn)行了表征，為進(jìn)一步功能化和應(yīng)用提供了可能。經(jīng)溶解分散性實(shí)驗(yàn)測試，羧化和羥基化的碳納米管在水中的分散性得到很大提高。 2.利用引入羥基修飾的碳納米管，合成碳納米管接枝聚丙烯腈(MWNT-g-

3、PAN)。首次采用帶羥基的碳納米管/四價(jià)鈰離子組成氧化還原體系，自由基引發(fā)丙烯腈單體(AN)聚合，生成接枝共聚物。通過紅外光譜對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，證明碳納米管表面成功接枝聚丙烯腈。經(jīng)測試，丙烯腈(PAN)修飾后的碳管在二甲基甲酰胺(DMF)中具有良好的溶解分散性，且十分穩(wěn)定。 3.利用酸化的碳納米管，采用脫水縮合方法分別與雙羥基聚乙二醇(PEG)、多羥基聚環(huán)氧乙烷與縮水甘油醚共聚物poly(EO-co-Gly)的羥基脫水縮合，

4、在碳管表面接枝高分子聚合物。通過紅外光譜、熱失重分析等對產(chǎn)物進(jìn)行了表征。并研究了碳管接枝聚乙二醇(MWNT-g-PEG)的非等溫結(jié)晶性能，發(fā)現(xiàn)在碳納米管接枝聚乙二醇中，碳管占主要成分時，阻礙聚合物鏈的結(jié)晶，降低了聚乙二醇的結(jié)晶速率。 4.先利用原子轉(zhuǎn)移自由基(ATRP)方法，預(yù)聚合聚苯乙烯鏈，再利用接枝在碳納米管上的氮氧自由基，兩者進(jìn)行自由基偶合，在碳納米管表面接枝上聚苯乙烯鏈。利用紅外光譜、核磁共振、熱失重分析等方法對各步產(chǎn)物