碳纳米管的聚合物修饰及其共混物结晶行为研究

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本论文采用“向碳纳米管接枝”方式把聚合物以共价键形式键接到碳纳米管表面，得到了溶解性能很好的聚合物修饰的碳纳米管。对于聚苯乙烯共价键修饰的单壁碳纳米管（SWNT-PS），本文采用溶液共混方法制备SWNT-PS与间规聚苯乙烯（sPS）共混物，并对共混物非等温结晶动力学进行详细研究。主要研究工作包括以下几方面：
　　（1） SWNT-PS合成及其与间规聚苯乙烯共混物非等温结晶动力学研究。参照文献方法，通过含叠氮端基聚苯乙烯与单壁碳纳米管表面炔基之间的“Click”反应合成聚苯乙烯修饰的单壁碳纳米管（SWNT-PS）。接着采用溶液共混方法制备间规聚苯乙烯（sPS）与SWNT-PS共混物，并采用DSC系统研究了sPS和sPS/SWNT-PS共混物的非等温结晶行为。通过研究发现，共混物的非等温结晶行为主要受SWNT-PS的含量及降温速率的影响。当SWNT-PS含量一定时，结晶温度随着降温速率的升高而降低；而当降温速率一定时，结晶温度随着SWNT-PS含量的升高而升高。碳纳米管的引入改变了sPS的成核和晶体生长机理，这种作用在SWNT-PS含量较低时尤为明显。共混物的非等温结晶动力学研究结果表明，当碳纳米管含量较低时，共混物结晶活化能较纯sPS低；之后随着碳纳米管含量增加共混物结晶活化能升高。说明在碳纳米管含量较低时，纳米管在sPS/SWNT-PS共混物中起着异相成核剂作用，使sPS结晶速率增大。而当碳纳米管含量较高时，它会对sPS链段运动产生阻碍作用，因为键接在碳纳米管表面的PS与sPS相容，从而使结晶活化能升高。
　　（2）聚乙二醇和端羟基聚丁二烯共价键修饰多壁碳纳米管研究。采用过量的TDI与表面带羟基的碳纳米管反应，合成表面带有-NCO官能团的功能化碳纳米管（MWNT-NCO）,随后再与链端带羟基的聚合物反应把聚乙二醇以及聚丁二烯接枝到碳纳米管表面。FTIR和TGA分析结果表明聚合物和碳纳米管之间是以共价键连接的，聚合物修饰的碳纳米管与聚合物/碳纳米管简单共混物不同，不可能通过多次洗涤或过滤而使它们分离，TEM测试结果进一步证明了这一点。此外，采用UV-Vis光谱法测定了聚合物修饰后碳纳米管的溶解度，在最佳反应条件下(100℃,36 h)，用分子量适中的聚合物(PEG-4000，HTPB-2600)对碳纳米管进行修饰，所得到的碳纳米管溶解性最佳。

著录项

作者
熊花;
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作者单位

湘潭大学;

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授予单位湘潭大学;
学科高分子化学与物理
授予学位硕士
导师姓名黎华明;
年度 2007
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总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类芳基乙烯聚合物;
关键词
碳纳米管; 聚苯乙烯; 共混物; 结晶动力学;

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