碳納米管的聚合物修飾及其共混物結(jié)晶行為研究.pdf

1、本論文采用“向碳納米管接枝”方式把聚合物以共價鍵形式鍵接到碳納米管表面，得到了溶解性能很好的聚合物修飾的碳納米管。對于聚苯乙烯共價鍵修飾的單壁碳納米管（SWNT-PS），本文采用溶液共混方法制備SWNT-PS與間規(guī)聚苯乙烯（sPS）共混物，并對共混物非等溫結(jié)晶動力學進行詳細研究。主要研究工作包括以下幾方面：
　　 （1） SWNT-PS合成及其與間規(guī)聚苯乙烯共混物非等溫結(jié)晶動力學研究。參照文獻方法，通過含疊氮端基聚苯乙烯與單壁碳

2、納米管表面炔基之間的“Click”反應合成聚苯乙烯修飾的單壁碳納米管（SWNT-PS）。接著采用溶液共混方法制備間規(guī)聚苯乙烯（sPS）與SWNT-PS共混物，并采用DSC系統(tǒng)研究了sPS和sPS/SWNT-PS共混物的非等溫結(jié)晶行為。通過研究發(fā)現(xiàn)，共混物的非等溫結(jié)晶行為主要受SWNT-PS的含量及降溫速率的影響。當SWNT-PS含量一定時，結(jié)晶溫度隨著降溫速率的升高而降低；而當降溫速率一定時，結(jié)晶溫度隨著SWNT-PS含量的升高而升高。

3、碳納米管的引入改變了sPS的成核和晶體生長機理，這種作用在SWNT-PS含量較低時尤為明顯。共混物的非等溫結(jié)晶動力學研究結(jié)果表明，當碳納米管含量較低時，共混物結(jié)晶活化能較純sPS低；之后隨著碳納米管含量增加共混物結(jié)晶活化能升高。說明在碳納米管含量較低時，納米管在sPS/SWNT-PS共混物中起著異相成核劑作用，使sPS結(jié)晶速率增大。而當碳納米管含量較高時，它會對sPS鏈段運動產(chǎn)生阻礙作用，因為鍵接在碳納米管表面的PS與sPS相容，從而使

4、結(jié)晶活化能升高。
　　 （2） 聚乙二醇和端羥基聚丁二烯共價鍵修飾多壁碳納米管研究。采用過量的TDI與表面帶羥基的碳納米管反應，合成表面帶有-NCO官能團的功能化碳納米管（MWNT-NCO）,隨后再與鏈端帶羥基的聚合物反應把聚乙二醇以及聚丁二烯接枝到碳納米管表面。FTIR和TGA分析結(jié)果表明聚合物和碳納米管之間是以共價鍵連接的，聚合物修飾的碳納米管與聚合物/碳納米管簡單共混物不同，不可能通過多次洗滌或過濾而使它們分離，TEM測試