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《合肥工业大学》 2010年
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碳纳米管表面接枝聚合物及其复合材料的研究

王俊  
【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。 本文用原子转移自由基聚合法(ATRP)在碳纳米管(MWNT)表面接枝聚丙烯酸丁酯(PBA),获得了MWNT-PBA。红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)等测试结果表明:MWNT表面成功地键合了PBA。 采用熔融共混的方法制备了PP基纳米复合材料。力学性能、SEM及TEM测试表明:所制备的MWNT-PBA纳米复合粒子在PP中分散均匀,使PP/MWNT-PBA复合材料的缺口冲击强度明显高于PP及PP/MWNT-COOH复合材料。 采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)及热重分析仪(TGA)等手段研究了纳米MWNT-COOH及MWNT-PBA的添加对PP结晶性能及热稳定性的影响。结果表明:纳米MWNT-COOH及MWNT-PBA的添加不改变聚丙烯的晶型,但PP的晶粒尺寸变小,且纳米MWNT-PBA的异相成核作用较纳米MWNT-COOH明显;纳米MWNT-COOH及MWNT-PBA使PP的结晶温度变高,熔点升高,结晶度升高。纳米MWNT-COOH及MWNT-PBA的添加使得PP的热稳定得到了提高,且纳米MWNT-PBA的作用更明显。 并采用熔融共混的方法制备了聚氯乙烯(PVC)基纳米复合材料。TEM、SEM、TGA、维卡软化点(VSP)及力学性能测试等表明,所制备的MWNT-PBA纳米复合粒子在PVC中分散均匀,使PVC/MWNT-PBA复合材料的缺口冲击强度、拉伸强度及断裂能均明显高于纯PVC及PVC/ MWNT复合材料,而MWNT-PBA比纳米MWNT更能提高PVC的维卡软化点。 采用转矩流变仪研究了PVC基纳米复合材料的流变性能,结果表明:纳米MWNT粒子间的摩擦作用产生的热量促进了PVC熔融,缩短了塑化时间,但扭矩较大;而纳米MWNT-PBA的加入使PVC的塑化时间延长,但平衡扭距明显变小。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

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