用RAFT活性聚合方法在碳纳米管表面接枝聚合物

论文摘要

碳纳米管自1991年发现以来,其优异的物理、化学和机械性能,巨大的潜在应用价值得到了全球科学家和研究人员的广泛关注。但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。本文提出在碳纳米管的表面上接上可用做可逆-加成-裂解-链转移活性聚合（RAFT）的链转移剂----二硫代碳酸酯,然后用这些管壁接有二硫代碳酸酯的碳纳米管作为链转移剂引发苯乙稀、甲基丙稀酸甲酯和对pH敏感的丙稀酸单体进行可控的聚合反应,从而在碳纳米管的管壁上接枝上聚合物链,发现用聚合物链来包裹后的碳纳米管,其溶解性能和在溶剂中的稳定性较好。同时也制备了以聚丙稀酸长链为壳,以碳纳米管为核的pH敏感的核一壳性纳米复合材料。使用FT-IR、电子表面能谱和核磁共振对接枝的效果加以分析,通过TGA对碳纳米管表面聚合物包覆的含量进行计算,而利用TEM则可以直观的观察到包覆前后碳纳米管的变化。

论文目录

• 第一章 碳纳米管及其功能化修饰研究现状
• 1.1 引言
• 1.2 碳纳米管的发现及结构
• 1.3 碳纳米管的性能及应用
• 1.3.1 碳纳米管的力学性能
• 1.3.2 碳纳米管的光电性能
• 1.3.3 碳纳米管的储氢性能
• 1.3.4 碳纳米管的其它性能及应用
• 1.4 RAFT聚合特点及应用
• 1.4.1 RAFT聚合及其特点
• 1.4.2 RAFT聚合的应用
• 1.5 碳纳米管有机化学修饰研究进展
• 1.5.1 碳纳米管的有机共价功能化
• 1.5.2 碳纳米管的有机非共价化学修饰
• 1.6 本研究的目的和意义
• 第二章 碳纳米管表面接枝RAFT试剂
• 2.1 RAFT试剂的合成与表征
• 2.1.1 实验仪器及原材料
• 2.1.2 表征方法
• 2.2 合成路线
• 2.3 合成方法
• 2.4 合成步骤
• 2.5 结果与讨论
• 2.6 本章小结
• 第三章 碳纳米管表面苯乙烯原位接枝聚合
• 3.1 所用试剂
• 3.2 合成路线
• 3.3 合成方法
• 3.4 测试与表征
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 用MWNT-SC（S）Ph做为链转移剂引发苯乙烯聚合
• 3.5.2 TGA分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 碳纳米管表面甲基丙稀酸甲酯原位接枝聚合
• 4.1 所用试剂
• 4.2 合成路线
• 4.3 合成方法
• 4.4 测试与表征
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 合成产物的结构分析
• 4.5.2 碳纳米管及其功能化产物的TGA分析
• 4.5.3 TEM分析
• 4.5.4 试样的溶解性能测试
• 4.6 本章小结
• 第五章 碳纳米管表面接枝pH敏感性聚合物（PAA）
• 5.1 所用原料与试剂
• 5.2 测试与表征
• 5.3 合成路线
• 5.4 合成方法
• 5.5 产物的纯化
• 5.6 结果与讨论
• 5.6.1 丙稀酸聚合物对pH值敏感的机理
• 5.6.2 对聚合产物的机构和性能表征
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录