結(jié)晶聚合物-碳納米管復(fù)合物的制備與性能研究.pdf

1、碳納米管(CNT)作為力學(xué)、電學(xué)性能優(yōu)異的一維納米材料，受到科學(xué)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。聚合物/碳納米管納米復(fù)合材料是材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點，利用結(jié)晶聚合物在碳納米管表面形成有序結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)碳納米管的非共價鍵功能化改性，有著重要的結(jié)晶學(xué)研究意義和實際應(yīng)用價值。
　　本課題首先利用折疊鏈構(gòu)象聚乙烯(PE)與單壁碳納米管(SWNT)和不同直徑的多壁碳納米管，在不同結(jié)晶條件下進行溶液結(jié)晶，制備出PE/CNT納米雜化串晶結(jié)構(gòu)，考察納米

2、雜化串晶形貌隨結(jié)晶條件的變化。其次，以解決螺旋構(gòu)象的聚羥基丁酸己酸酯(PHBHHx)結(jié)晶速率慢的問題為目標(biāo)，通過溶液結(jié)晶技術(shù)研究單壁碳納米管和bundle單壁碳納米管對PHBHHx結(jié)晶的誘導(dǎo)效應(yīng)。借助超臨界二氧化碳的抗溶劑效應(yīng)，增加PHBHHx結(jié)晶的驅(qū)動力，考察PHBHHx在CNT界面處結(jié)晶的可能性與形態(tài)。用絮凝沉淀法制備了PHBHHx/SWNT納米復(fù)合材料。用TEM、SEM觀察了納米雜化串晶的形貌，用Raman、FTIR分析了聚合物和

3、碳納米管之間的相互作用，通過SEM、POM、DSC和TG等手段考察了納米復(fù)合材料的分散性、結(jié)晶性能和熱穩(wěn)定性。
　　結(jié)果表明，對高密度PE和超高分子量PE，均發(fā)現(xiàn)較小直徑碳納米管的異相成核能力更強，在其表面所生長的kebab密度較大，但結(jié)構(gòu)規(guī)整性較差，而在較大直徑碳管表面所生長的kebab結(jié)構(gòu)更為規(guī)整。對低密度PE，所形成的kebab尺寸較小以及其之間的距離較短。同時發(fā)現(xiàn)，PHBHHx4被SWNT吸附到表面形成一個聚合物包裹層，產(chǎn)

4、生誘導(dǎo)和吸附效應(yīng)，而PHBHHx26在SWNT表面形成的包裹層較薄。PHBHHx對碳納米管的包裹與溶劑有關(guān)，超臨界二氧化碳的抗溶劑效應(yīng)可以改善PHBHHx對碳納米管的包裹。利用表面具有特殊“溝槽”結(jié)構(gòu)的bundle單壁碳納米管成功地制備出了PHBHHx/SWNT納米雜化串晶。PHBHHx為典型的環(huán)帶球晶，PHBHHx/SWNT球晶成核密度隨SWNT含量的提高而增大，當(dāng)SWNT含量達到1％時，碳納米管成核效應(yīng)接近飽和。PHBHHx26/S