海藻酸鈉-碳納米管復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、由于碳納米管(CNTs)具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等性能，CNTs成為科學(xué)界研究的熱點(diǎn)。但是由于CNTs大的表面能，使其在聚合物基體中極易發(fā)生團(tuán)聚，難于分散，對(duì)其表面進(jìn)行修飾以提高其溶解性，分散性和加工性能成為當(dāng)今關(guān)注的課題。
　　 本論文以海洋生物多糖分子海藻酸鈉(SA)對(duì)多壁碳納米管(MWNTs)進(jìn)行非共價(jià)鍵修飾，實(shí)現(xiàn)了對(duì)MWNTs在水溶液中的良好分散，利用透射電鏡、流變等測(cè)試方法對(duì)分散溶液進(jìn)行表征。對(duì)分散良好的

2、SA/MWNTs溶液經(jīng)過(guò)不同手段制備出凝膠球以及SA/MWNTs復(fù)合纖維并對(duì)其性能進(jìn)行研究，主要工作如下。
　　 1．利用海洋生物資源SA對(duì)MWNTs進(jìn)行分散，在保持MWNTs原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提高了MWNTs在水中的分散性。TEM對(duì)SA/MWNTs稀溶液的研究表明，SA對(duì)碳納米管具有良好的分散作用，采用流變學(xué)對(duì)SA/MWNTs濃溶液的分散進(jìn)行研究，利用Cole-Cole，Cox-Merz規(guī)則分析表明當(dāng)MWNTs含量（相對(duì)于SA

3、而言）低于50％，MWNTs在SA中具有良好的分散。系統(tǒng)地研究了溫度以及NaC1濃度對(duì)SA及SA/MWNTs溶液流變性能的影響，結(jié)果表明，MWNTs的加入降低了SA對(duì)NaC1以及溫度的敏感性，但SA/MWNTs水溶液的流體本質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變，為SA/MWNTs復(fù)合纖維的制備提供了一定的理論依據(jù)。
　　 2．利用流變以及紅外研究了MWNTs對(duì)SA可控降解反應(yīng)的影響，結(jié)果表明MWNTs可以長(zhǎng)時(shí)間獨(dú)立分散于SA水溶液中，從穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)等流

4、變數(shù)據(jù)分析可知，MWNTs可以有效抑制SA的降解，即使在紫外線照射下，MWNTs對(duì)SA的抑制降解作用仍然明顯，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)MWNTs的含量達(dá)到對(duì)SA的可控降解，對(duì)此國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)報(bào)道，為CNTs的應(yīng)用開(kāi)辟了一條新途徑。
　　 3．將均勻分散的SA/MWNTs水溶液與CaCl2作用制備SA-Ca和SA/MWNTs-Ca復(fù)合凝膠球，利用凝膠球?qū)谆?MO)溶液進(jìn)行吸附脫色研究。結(jié)果表明，SA-Ca對(duì)MO基本沒(méi)有吸附，而SA/MW

5、NTs-Ca體系隨著MWNTs含量的增加，當(dāng)MWNTs增加到2.5g/L，SA/MWNTs-Ca凝膠球的吸附性能提高了三倍；并且隨著凝膠球量的增加，去除率迅速增加；溶液pH值較低時(shí)有利于SA/MWNTs-Ca凝膠對(duì)對(duì)MO的吸附。
　　 4．通過(guò)濕法紡絲制備了SA/MWNTs復(fù)合纖維。研究表明，SA/MWNTs復(fù)合纖維的強(qiáng)度隨著MWNTs的加入一開(kāi)始呈增強(qiáng)趨勢(shì)，SA/MWNTs纖維的強(qiáng)度是純SA纖維的兩倍，而后由于MWNTs的含量