利用RAFT聚合方法在碳纳米管表面接枝聚合物及其改性塑料的研究

论文摘要

自碳纳米管出现以来，就以其独特而又优异的力学性能、电性能及储氢性能等特点深深地吸引着科学家们的研究与开发，人们发现尽管碳纳米管的性能优越，但是由于其表面的特殊结构和内部的强范德华力，致使其几乎不溶于任何溶剂，这就限制了它的应用，所以研究如何在碳纳米管的表面进行有机化修饰，使其能够很好的和其他材料相容，成为了碳纳米管的研究热点之一。本文提出利用可逆加成断裂—链转移反应在碳纳米管表面接枝活性聚合（RAFT）的链转移剂——二硫代碳酸酯，用这些管壁上接有二硫代碳酸酯的碳纳米管做为链转移剂引发苯乙烯的均聚物聚合。同时将接枝有聚合物的碳纳米管用于聚碳酸酯、尼龙-6和聚丙烯等塑料的改性，研究了碳纳米管对聚合物力学性能、电性能以及热性能的影响。可以利用FT-IR、电子表面能谱等对碳纳米管的接枝效果加以分析，利用TGA对碳纳米管表面聚合物包覆的含量进行计算，利用DSC及XRD对聚合物的熔融情况以及结晶情况进行分析，而利用TEM则可以直观的观察到包覆聚合物前后碳纳米管的形态变化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 碳纳米管的定义
• 1.3 纳米碳管的合成
• 1.3.1 模板法制备碳纳米管
• 1.3.2 利用聚合物共混法制备碳纳米管
• 1.3.3 酒精溶液中急升温法制备碳纳米管
• 1.3.4 SiC单晶晶片分解制备碳纳米管
• 1.4 碳纳米管结构、性能及应用
• 1.4.1 纳米碳管的力学性能及应用
• 1.4.2 纳米碳管的电学性能及应用
• 1.4.3 纳米碳管的虹吸效应及应用
• 1.4.4 纳米技术在塑料改性中的应用
• 1.5 RAFT活性聚合
• 1.5.1 RAFT聚合及其特点
• 1.5.2 RAFT聚合的应用
• 1.5.3 RAFT反应的前景
• 1.6 本研究的目的和意义
• 第二章 RAFT试剂的合成以及MWNT表面接枝聚合物
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 试剂
• 2.1.2 实验仪器及设备
• 2.2 实验过程
• 2.2.1 试剂的纯化
• 2.2.2 实验步骤
• 2.3 表征方法
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 产物的核磁图谱
• 2.4.2 产物的表面能谱
• 2.4.3 产物的红外图谱
• 2.4.4 产物的透射电镜图
• 2.4.5 产物的TGA图
• 2.5 本章小结
• 第三章 碳纳米管/PP纳米复合材料的结构与表征
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.3 测试与表征
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 碳纳米管/PP纳米复合材料的热性能
• 3.4.2 碳纳米管/PP纳米复合材料的结晶性能
• 3.4.3 碳纳米管/PP纳米复合材料的电性能
• 3.4.4 碳纳米管/PP纳米复合材料的力学性能
• 3.4.5 碳纳米管/PP纳米复合材料的冲击断面SEM分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 碳纳米管/PA6纳米复合材料的结构与表征
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.3 测试与表征
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 碳纳米管/PA6纳米复合材料的热性能
• 4.4.2 碳纳米管/PA6纳米复合材料的结晶性能
• 4.4.3 碳纳米管/PA6纳米复合材料的电性能
• 4.4.4 碳纳米管/PA6纳米复合材料的力学性能
• 4.4.5 碳纳米管/PA6纳米复合材料的微观形貌
• 4.5 本章小结
• 第五章 PC/碳纳米管纳米复合材料的结构及表征
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.3 测试与表征
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 碳纳米管/PC纳米复合材料的热性能
• 5.4.2 碳纳米管/PC纳米复合材料的电性能
• 5.4.3 碳纳米管/PC纳米复合材料的力学性能
• 5.4.4 PC/碳纳米管纳米复合材料冲击断面的扫描电镜（SEM）分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文