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1、第39卷第2期東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報Vol．39No．22011年2月JOURNALOFNORTHEASTFORESTRYUNIVERSITYFeb．2011碳納米管的酸化處理對碳納米管/聚氨酯復(fù)合材料1)微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響張嵐顧繼友姜憲凱(東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱，150040)摘要對多壁碳納米管進(jìn)行酸化處理，并采用原位聚合法制備了碳納米管/聚氨酯復(fù)合材料。利用X射線光電子能譜分析(XPS)、電子掃描顯微鏡(SEM)、動態(tài)力學(xué)分析(DMA)研究了碳納米管酸化與否對復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明，碳納米管經(jīng)酸化處理后產(chǎn)生了羧基，碳納米管的原位加入使得復(fù)合材料的儲存模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度都有所提高
2、，而且經(jīng)過酸化的碳納米管對聚氨酯材料的改性要比未酸化碳納米管對聚氨酯材料的改性效果更為顯著。關(guān)鍵詞碳納米管;聚氨酯;酸化處理;微觀結(jié)構(gòu);復(fù)合材料分類號TB332InfluenceofAcid-TreatedCarbonNano-TubesonMicrostructureandPropertiesofCarbonNano-TubesPolyure-thaneComposites/ZhangLan，GuJiyou，JiangXiankai(CollegeofMaterialScienceandEngineering，NortheastForestryUniversity，Harbin15
3、0040，P．R．China)//JournalofNortheastForestryUniversity．－2011，39(2)．－75～78Acidtreatmentonmulti-walledcarbonnano-tubes(CNTs)andsynthesisofcarbonnano-tubespolyurethanecompos-iteswereperformedviainsitupolymerization．X-rayphotoelectronspectroscopy(XPS)，scanningelectronmicroscopy(SEM)anddynamicmechani
4、calanalysis(DMA)wereutilizedtoevaluatetheeffectsofacid-treatedCNTsontheproper-tiesofthecomposites．ResultsindicatedthatcarboxylicgroupscouldbesuccessfullyintroducedontothesurfaceofCNTsbyacidtreatment．Thedynamicstoragemodulusandglasstransitiontemperatureofthecompositesincreasedduetotheex-istenceo
5、fCNTs．Theimprovementofpolyurethanebyacid-treatedCNTsperformedbettercomparedwithrawCNTs．KeywordsCarbonnano-tubes;Polyurethane;Acidtreatment;Microstructure;Composites聚氨酯具有彈性高、撓曲性良好、彈性模量較高以及耐μm，深圳市納米港有限公司;聚乙二醇400，分析純;N，N’－磨、耐油、耐脂和耐多種溶劑等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于機(jī)電、船舶、二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)，上海共價化學(xué)有限公司;三羥甲基［1］航空、車輛、土木建筑、輕工紡織等
6、行業(yè)，成為了一類重要丙烷，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;甲苯－2，4－二異氰酸酯，的多用途聚合物材料。但是聚氨酯的強(qiáng)度不高，易老化等缺天津市元立化工有限公司;醋酸丁酯，分析純，天津市巴斯夫點限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。通常利用環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅和丙化工有限公司。烯酸對其進(jìn)行改性的方式將它們的優(yōu)良性能進(jìn)行互補(bǔ)，從而1．2材料的制備使聚氨酯的性能得到進(jìn)一步的提高。納米材料為提高聚氨酯1．2．1碳納米管的酸化的性能和賦予其特殊功能開辟了一條新途徑。碳納米管作為將碳納米管在V(濃H2SO4)∶V(濃HNO3)=3∶1的混酸中一種準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)納米材料，因具有低密度、高長徑比(通常長混合均勻，室溫條件下超聲分
7、散30min，然后置于三頸瓶中60℃［2］徑比＞1000)、超強(qiáng)的力學(xué)性能和良好的電性能，被認(rèn)為是攪拌酸化處理3h。冷卻至室溫后用蒸餾水稀釋，并用孔徑G5的［3］一種高性能聚合物復(fù)合材料的理想增強(qiáng)體。過濾漏斗真空過濾，過濾物再用蒸餾水稀釋并真空過濾，多次清近年來，有關(guān)碳納米管改性聚氨酯的研究逐漸得到了人洗至中性，產(chǎn)物于80℃真空干燥24h得到酸化的MWNTs。［4－10］們的關(guān)注，但大部分工作側(cè)重于碳納米管/聚氨酯復(fù)合1．2．2材料的制備材料的制備及性能表
