磺化石墨烯和磺化碳納米管為穩(wěn)定劑的乳液聚合和分散聚合研究.pdf

1、碳納米管(CNTs)、石墨烯及其衍生物氧化石墨烯(GO)作為新型碳納米材料，各自擁有獨特的結構和許多新奇的特性，受到了人們的廣泛關注。然而，碳納米管、石墨烯和氧化石墨烯表面的范德華力使得其在聚合物等基體中很容易發(fā)生團聚，這在很大程度上限制了它們的應用。本論文研究了鹽(NaCl)協同氧化石墨烯穩(wěn)定Pickering乳液的情況;探索了制備石墨烯和碳納米管復合材料的新方法:即采用分子設計的方法對碳納米管和石墨烯進行共價鍵接枝改性，然后將其作為

2、固體粒子穩(wěn)定劑應用于聚合反應;分別得到了氧化石墨烯/聚苯乙烯，磺化石墨烯(Ⅰ)/聚苯乙烯，磺化石墨烯(Ⅱ)/聚苯乙烯和磺化碳納米管/聚丙烯酰胺四種復合材料，表征了復合材料的結構與性能，探討了它們的應用前景。主要結果如下:
　　1)采用改進的Hummers法制備了單層GO，在鹽(NaCl)的協同穩(wěn)定作用下，以GO為固體粒子穩(wěn)定劑制備了Pickering乳液。系統的研究了氧化石墨烯和鹽的濃度對乳液的影響，為得到穩(wěn)定的Pickering

3、乳液提供了一種簡單、有效的方法，并用TEM、AFM等手段對聚合得到的氧化石墨烯/聚苯乙烯納米復合物的形貌進行了表征和分析。
　　2)利用縮合法將含有磺酸基團的功能有機小分子對GO進行共價鍵改性，制備得到了磺化石墨烯(Ⅰ)。該功能化的石墨烯能夠作為一種有效的固體粒子穩(wěn)定劑應用于苯乙烯的Pickering乳液制備，并且通過Pickering乳液聚合反應，最終得到了磺化石墨烯(Ⅰ)/聚苯乙烯納米復合物。用TEM、SEM等手段對產物的形貌

4、進行了分析，結果表明，該功能化石墨烯能夠呈高度剝離的狀態(tài)均勻地分散在聚苯乙烯微球中。
　　3)通過重氮鹽法將含有磺酸基團的有機小分子對石墨烯進行功能化改性，制備得到了磺化石墨烯(Ⅱ)，該功能化的石墨烯不僅能夠作為高效的固體粒子穩(wěn)定劑應用于Pickering乳液的制備，而且通過聚合反應，還能夠作為高效的填充材料均勻地分散在聚苯乙烯產物中。結果表明，我們成功地制備出了磺化石墨烯(Ⅱ)/聚苯乙烯納米復合物，而且僅需要少量的磺化石墨烯(Ⅱ