聚硅氧烷接枝碳納米管及聚合物復(fù)合材料的制備與性能.pdf

1、自從Iijima發(fā)現(xiàn)碳納米管(CNTs)以來,就引起人們的極大興趣。碳納米管擁有優(yōu)異的力學(xué)性能、電性能、熱穩(wěn)定性等特性,并具有獨(dú)特的一維納米結(jié)構(gòu)所特有的納米效應(yīng),使其成為聚合物材料理想的增強(qiáng)體,并能賦予聚合物材料許多新的功能。為了有效地使具有這些優(yōu)異性能的碳納米管加強(qiáng)聚合物基體,兩個主要問題必須解決:使碳納米管均勻分散在聚合物基體和增強(qiáng)碳納米管與基體聚合物之間的界面附著力。從而改善碳納米管與基體聚合物之間的相容性。這是聚合物/碳納米管復(fù)

2、合材料發(fā)展的關(guān)鍵問題,化學(xué)功能化技術(shù)是解決這些問題的方法之一。
　　 聚硅氧烷(DMS)是主鏈由硅和氧組成的有機(jī)高分子合成材料.它的主要特征是Si-O-Si鍵較長,鍵角較大,這使得Si-O-Si鍵容易旋轉(zhuǎn),分子間作用力小及分子呈高柔順態(tài),基于以上特性,所以聚硅氧烷類高分子材料具有很多優(yōu)異的物理、化學(xué)性能,如耐高低溫性能、耐氧化性、耐候性、憎水性等。在最近的研究中人們發(fā)現(xiàn)將各種功能基團(tuán)引入聚硅氧烷,不僅能保留聚硅氧烷的各種特性,還

3、可賦予聚硅氧烷一些新的功能。
　　 本文將羧基多壁碳納米管(MWNTs-COOH)和聚硅氧烷一步縮合,制得功能化碳納米管。使用氨丙基雙封端二甲基硅油(DPD)接枝碳納米管,因為其高分子量更有助于形成多壁碳納米管-多壁碳納米管(MWNT-MWNT)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。利用FTIR.XPS、TGA等測試手段對接枝后的碳納米管結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。
　　 聚碳酸酯/羧基多壁碳納米管(PC/MWNTs-COOH)和聚碳酸酯/氨丙基雙封端二甲基硅油

4、接枝多壁碳納米管(PC/MWNTs-DPD)納米復(fù)合材料采用了溶液和熔融兩步法進(jìn)行制備。利用力學(xué)性能、TEM、TGA、極限氧指數(shù)(LOI)、UL-94垂直燃燒性能和電學(xué)性能對復(fù)合材料的性能進(jìn)行評估。實驗結(jié)果表明,MWNTs-DPD能更好的分散在PC基體中,PC/MWNTs-DPD納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量和阻燃性能都優(yōu)于PC/MWNTs-COOH的。然而介電系數(shù)和介電損耗的結(jié)果表明PC/MWNTs-DPD納米復(fù)合材料的導(dǎo)

5、電性能比PC/MWNTs-COOH的差。
　　 將MWNTs-DPD應(yīng)用于膨脹阻燃聚丙烯體系中,對其協(xié)效作用進(jìn)行研究。復(fù)合材料采用熔融法制備。利用力學(xué)性能、TGA、極限氧指數(shù)(LOI)和UL-94垂直燃燒性能對復(fù)合材料的性能進(jìn)行評估。實驗結(jié)果表明,PP-IFR/MWNTs-DPD復(fù)合材料與PP-IFR/MWNTs-COOH復(fù)合材料相比阻燃性能較好,然而力學(xué)性能較差。熱重分析數(shù)據(jù)表明,液態(tài)DPD柔順的大分子鏈加入使PP-IFR體系