原位制備聚異戊二烯-多壁碳納米管納米復(fù)合材料.pdf

1、研究原位本體方法合成聚異戊二烯(PIP)/多壁碳納米管(MWCNTs)納米復(fù)合材料，采用行星式球磨機(jī)制備齊格勒-納塔納米催化劑，解決影響多壁碳納米管易團(tuán)聚難分散和聚異戊二烯基體與多壁碳納米管界面結(jié)合的關(guān)鍵問題，為制備聚異戊二烯/多壁碳納米管納米復(fù)合材料提供一種簡單有效方法并解決阻礙原位聚合技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用等問題。
　　(1)選用高能球磨法制備鈦系齊格勒-納塔催化劑，并利用上述催化劑在助催化劑作用下原位本體聚合制備聚異戊二烯/多壁碳納

2、米管復(fù)合材料。多壁碳納米管由于彼此間較強(qiáng)的π-π相互作用而影響多壁碳納米管在聚異戊二烯基體中均勻分散，難以在制備而成的碳納米管復(fù)合聚烯烴材料中解纏結(jié)并均勻分散。我們采用MWCNTs(包括多壁碳納米管和羥基化多壁碳納米管兩種)/MgCl2(氯化鎂)為載體，選用高能球磨法原位負(fù)載活性組分為鈦系齊格勒-納塔催化劑，新型球磨法制備而得含納米材料的MWCNTs/MgCl2/TiCl4催化劑。此催化體系突破了原研究中只能通過化學(xué)法使用昂貴的茂金屬催

3、化劑接枝在碳納米管上的局限，在助催化劑三異丁基鋁的作用下，實(shí)現(xiàn)異戊二烯單體在多壁碳納米管上的高效表面聚合和聚異戊二烯分子鏈的原位生長。通過聚異戊二烯分子鏈對碳納米管的包覆作用來減弱碳納米管之間較強(qiáng)的分子間作用力從而避免碳納米管形成強(qiáng)烈的聚集結(jié)構(gòu)以此來實(shí)現(xiàn)碳納米管的良好分散。片層的氯化鎂減弱了碳納米管之間強(qiáng)烈的相互作用后，此類型催化劑既具備高效催化活性同時(shí)聚異戊二烯分子鏈在生長過程中纏繞在碳納米管表面，借助這種方式把碳納米管分散到聚異戊二

4、烯橡膠基體中。
　　(2)增強(qiáng)聚異戊二烯基體與碳納米管界面作用:界面作用的強(qiáng)弱對碳納米管能否有效補(bǔ)強(qiáng)聚異戊二烯基體起關(guān)鍵性作用。此文中制備的催化劑通過實(shí)現(xiàn)碳納米管在催化劑中的均勻分散，來實(shí)現(xiàn)碳納米管在聚異戊二烯基體中的分散，但由于碳納米管和聚異戊二烯基體兩者之間界面作用弱，碳納米管仍難以表現(xiàn)出對聚異戊二烯的增強(qiáng)作用。通過制備高聚異戊二烯分子量基體，提高聚異戊二烯分子鏈的均方回轉(zhuǎn)半徑能夠?qū)崿F(xiàn)聚異戊二烯對碳納米管的有效纏繞，從而在無化

5、學(xué)鍵或其它特殊相互作用情況下借助聚異戊二烯分子鏈對碳納米管的有效纏繞，進(jìn)而改善多壁碳納米管/聚異戊二烯復(fù)合材料綜合性能。
　　(3)探索本文章中采用高效球磨法制備催化劑在助催化劑三異丁基鋁的作用下鈦單比、鋁鈦比、預(yù)聚工藝等對引發(fā)異戊二烯聚合中催化效率、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)等方面的影響;通過核磁碳譜、核磁氫譜、傅里葉變換紅外光譜分析等方式表征計(jì)算所制備產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)。通過掃描電鏡表征碳納米管在所制備催化劑及聚異戊二烯基體中的分散狀態(tài)。<