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1、碳納米管表面聚合物修飾及其性能的研究摘要由于碳納米管具有獨特的結(jié)構(gòu)及其在力學、熱學、電學等方面表現(xiàn)出的優(yōu)異的性能，碳納米管已成為是科學界研究的熱點。然而其在溶劑中難溶及在聚合物基體中難于分散，因此有必要對其表面進行功能化，提高其溶解性，分散性和加工性能。本論文以多壁碳納米管的有機共價修飾為主要內(nèi)容，通過不同的合成方法，實現(xiàn)碳納米管與聚合物的接枝，合成了結(jié)構(gòu)明確的碳納米管接枝聚合物，并利用紅外光譜、透射電子顯微鏡、熟失重分析等測試方法對這些聚合物進行了詳細的表征。1．采用混酸氧化法對碳納米管進行化學處理，制
2、備了分散均勻的穩(wěn)定的碳管懸浮液；再繼續(xù)與氯化亞砜和乙二醇反應，引入了酰氯基團和羥基。結(jié)果表明，在碳管表面引入了活性基團，同時又能較好地保留碳管的原有性能。采用透射電鏡和紅外光譜對修飾的碳納米管進行了表征，為進一步功能化和應用提供了可能。經(jīng)溶解分散性實驗測試，羧化和羥基化的碳納米管在水中的分散性得到很大提高。2．利用引入羥基修飾的碳納米管，合成碳納米管接枝聚丙烯腈(MWNT-g-PAN)。首次采用帶羥基的碳納米管／四價鈰離子組成氧化還原體系，自由基引發(fā)丙烯腈單體(A№聚合，生成接枝共聚物。通過紅外光譜對產(chǎn)物
3、結(jié)構(gòu)進行了表征，證明碳納米管表面成功接枝聚丙烯腈。經(jīng)測試，丙烯腈(PAN)修飾后的碳管在二甲基甲酰胺(DMF)中具有良好的溶解分散性，且十分穩(wěn)定。．3．利用酸化的碳納米管，采用脫水縮合方法分別與雙羥基聚7_,--醇(PEG)、多羥基聚環(huán)氧乙烷與縮水甘油醚共聚物poly(EO-co．Gly)的羥基脫水縮合，在碳管表面接枝高分子聚合物。通過紅外光譜、熱失重分析等對產(chǎn)物進行了表征。并研究了碳管接枝聚乙二醇(MWNT．g．PEG)的非等溫結(jié)晶性能，發(fā)現(xiàn)在碳納米管接枝聚乙二醇中，碳管占主要成分時，阻礙聚合物鏈的結(jié)晶
4、，降低了聚乙二醇的結(jié)晶速率。4．先利用原子轉(zhuǎn)移自由基(棚)方法，預聚合聚苯乙烯鏈，再利用接枝在碳納米管上的氮氧自由基．兩者進行自由基偶合，在碳納米管表面接枝上聚苯乙烯鏈。利用紅外光譜、核磁共振、熱失重分析等方法對各步產(chǎn)物進行表征測試。根據(jù)熱失重分析，估算出聚苯乙烯鏈(PS)接枝密度約為每972個碳原子一根聚合物鏈。并通過透射電鏡觀察了修飾后碳納米管的表面形貌，確認聚合物接枝的成功。關(guān)鍵詞：碳納米管；聚合物修飾：氧化還原體系：自由基偶合CarbonNanotubesFunctionalizedwithPol
5、ymersandStudiesonTheirPropertiesAbstractnanotubeshavebeenanareaofintenseresearchduetoitsuniquestructuralandsuperiorpropertiesinnumerousareas，suchasmremarkablestrengthandhighthermalandelectricalconductivities．Nevertheless，theproblemofinsolubilityinsolvents
6、andprocessabilityduotostrongintertubeVanderWaalsattractionremainsaseverelimitationtotheextensiveuse．Thefunctionalizationofcarbonnanotubesisavitaltoolintailoringtheirproperitiesandengineeringdevices，andmanyeffortshavebeenundertaken、析t11respecttothisfunctio
7、nalization．Organiccovalentmodificationofcarbonnanotubesistheprimarycontentinthisthesis．Somenovelwell-definedgraftcopolymerwithcarbonnanotubesasthemainbackboneweresuccessfullypreparedthroughdifferentsynthesiswaysandwerecharacterizedbyFTIR,TEMandTGAetc．1．Th
8、echemicaloxidationinamixtureofconcentratedacidswasusedtomodifycarbonnanotubes(CNTs)．Aftertreatment，stablehomogeneousdispersionsofCNTswereprepared．Followingtheoxidationpretreatment,aeylchloridegroupswerein仃oduccdtoth
