超支化聚乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物的合成、表征及其對(duì)MWCNTs表面非共價(jià)改性作用研究.pdf

1、利用聚合物對(duì)碳納米管(CNTs)表面進(jìn)行非共價(jià)改性，以在保持其結(jié)構(gòu)完整的前提下提高其在聚合物基體中的納米級(jí)分散能力及界面相容性，對(duì)于獲得高性能聚合物基CNTs納米復(fù)合材料具有重要的意義。本文利用烯烴聚合后過渡金屬催化劑Pd-Diimine獨(dú)特的成環(huán)反應(yīng)能力及“鏈移走”機(jī)理，通過兩段法聚合工藝成功合成了一系列超支化聚乙烯（HBPE）-b-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)二元嵌段共聚物;在此基礎(chǔ)上利用其對(duì)MWCNTs表面進(jìn)行非共價(jià)改性，并將改性

2、后的MWCNTs以熔融復(fù)合或溶液復(fù)合工藝引入PMMA基體中，制得PMMA基CNTs納米復(fù)合材料。對(duì)所得共聚物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對(duì)PMMA基CNTs納米復(fù)合材料的性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。該研究有望為高性能聚合物基CNTs納米復(fù)合材料的制備提供新的思路和研究基礎(chǔ)。
　　(1)利用乙腈基Pd-Diimine催化劑與丙烯?；?CH2=CH-CO-)間的成環(huán)反應(yīng)原理，將酰溴基團(tuán)引入該催化劑結(jié)構(gòu)中，獲得具有原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）引發(fā)活性的復(fù)

3、合型Pd-Diimine催化劑（Pd-ATRP）;進(jìn)一步利用所得催化劑通過兩段法聚合工藝（依次為乙烯的配位聚合和MMA單體的ATRP聚合）制得HBPE-b-PMMA二元嵌段共聚物。利用1HNMR、FTIR、TGA及DSC等手段對(duì)所得共聚物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:所合成的共聚物HBPE-b-PMMA具有二元嵌段結(jié)構(gòu)，其中HBPE嵌段具有超支化鏈形態(tài)，其支鏈總密度可達(dá)85-90/1000C;通過聚合時(shí)間的控制，可對(duì)共聚物的組成比例進(jìn)行有效

4、調(diào)節(jié)。
　　(2)利用共聚物HBPE-b-PMMA在有機(jī)溶劑內(nèi)對(duì)MWCNTs表面進(jìn)行非共價(jià)改性，并通過UV-Vis、HRTEM、TGA及FTIR等方法對(duì)改性前后MWCNTs的溶劑分散性能及其與聚合物間的相互作用進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:在THF、氯仿及甲苯中，所合成的嵌段共聚物HBPE-b-PMMA對(duì)MWCNTs均顯示出優(yōu)異的分散促進(jìn)作用;與HBPE均聚物相比，PMMA嵌段的引入可顯著提高HBPE對(duì)MWCNTs在甲苯中的分散促進(jìn)作用;

5、經(jīng)共聚物改性后的MWCNTs在上述溶劑中可實(shí)現(xiàn)單根均勻分散;借助共聚物中HBPE嵌段與MWCNTs表面間的CH-π相互作用，可將剛性的PMMA嵌段引入MWCNTs表面。
　　(3)利用共聚物HBPE-b-PMMA在溶劑中預(yù)先對(duì)MWCNTs進(jìn)行非共價(jià)改性，制得MWCNTs@HBPE-b-PMMA復(fù)合粉末，進(jìn)一步分別通過熔融復(fù)合工藝和溶液復(fù)合工藝將其分散于PMMA基體中，制得一系列PMMA/MWCNTs@HBPE-b-PMMA納米復(fù)合