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文檔簡介
1、碳納米管具有獨特的結(jié)構(gòu)及優(yōu)異的性能,然而其難分散于一般有機溶劑和聚合物基體,從而限制了其應用范圍。本論文以多壁碳納米管為原料,首先討論了不同化學法對碳管的純化以及羧基化的影響;在羧基化碳管基礎上,制備了苯乙烯基和聚苯乙烯接枝的多壁碳納米管;最后采用前面制備的功能化碳納米管與聚苯乙烯共混制各了三種碳納米管/聚苯乙烯復合材料,比較了三種復合材料的力學、熱學性能。研究具有前瞻性,具有廣泛的應用前景。 (1)比較了不同化學方法對多壁碳納
2、米管表面羧基功能化的影響。結(jié)果表明,經(jīng)過不同的化學方法處理后,碳管都保持其原有的管狀結(jié)構(gòu);在相同檢測條件下,雙氧水/混酸氧化多壁碳納米管紅外圖譜羧基特征峰最明顯,Zeta電位值達到最小值,有效粒徑最低,在水中分散性最好。 (2)采用酯化法將MWCNTs-COOH與芐氯苯乙烯反應制備了Styryl-modifiedMWCNTs。結(jié)果表明,苯乙烯基團以共價鍵接枝到MWCNTs表面,TGA結(jié)果顯示其接枝率高達36%。Raman和TEM
3、結(jié)果顯示酯化反應后CNTs的結(jié)構(gòu)沒有明顯的破壞。分散性試驗結(jié)果說明Styryl-modified MWCNTs能溶于THF、甲苯等一般有機溶劑。 (3)以Styryl-modified MWCNTs為原料制備了PS-g-MWCNTs。結(jié)果表明,聚苯乙烯以共價鍵接枝到多壁碳納米管表面。TEM結(jié)果顯示在碳管表面包覆了一層8~13nm厚的聚苯乙烯層。TGA結(jié)果顯示碳納米管上聚苯乙烯的接枝率約為70%。 (4)采用溶液共混法制備
4、了MWCNTs-COOH/PS復合材料、Styryl-modifiedMWCNTs/PS復合材料以及PS-g-MWCNTs/PS復合材料,考察了不同功能化多壁碳納米管以及不同碳管含量對復合材料的力學、熱學性能的影響。結(jié)果顯示,隨著碳納米管含量的增加,復合材料的力學性能以及熱學性能幾乎都提高(MWCNTs-COOH/PS復合材料是先升高后降低);在相同碳管含量時,PS-g-MWCNTs/PS復合材料的力學性能、熱學性能提高最大;對碳管進行
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