碳纳米管的功能化及其聚合物复合材料的性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 门学虎
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| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2009-12-08 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 张招柱 |
| 关键词 | 碳纳米管 功能化 复合材料 摩擦学性能 超疏水性能 Carbon nanotubes Functionalization Composite Tribological properties Superhydrophobicity |
| 学位专业 | 物理化学（含：化学物理） |
| 中文摘要 | 由于碳纳米管表面固有的化学惰性，使其在大部分溶剂和聚合物基体中的相容性和反应性极差，极大影响了碳纳米管的分散、分离、基体增强以及复合材料中的界面相容性能。碳纳米管的表面功能化是当前解决这些难题的有效办法，已受到广泛关注，并且对基础研究和潜在应用都有很重要的意义。因此，若要聚合物/碳纳米管复合材料具备所期望的优异性能，对碳纳米管表面进行化学修饰是非常必要的。本论文首先研究了碳纳米管不同改性方法对碳纳米管相关性能的影响，在此基础上制备了一系列功能化碳纳米管/聚合物复合材料，并对所制备复合材料的摩擦学性能和超疏水性能进行研究，得出以下主要结论： 1. 利用表面活性剂和表面共价接枝的方法，对碳纳米管表面进行功能化改性；制备了聚糠醇/功能化碳纳米管复合涂层，并考察其摩擦学性能。结果表明，表面功能化能够将碳纳米管均匀分散在聚合物基体中；其中，共价接枝改性的碳纳米管能够显著增强复合材料的摩擦学性能，但表面活性剂对聚合物的机械性能有负面影响，使其未能改善复合材料的摩擦学性能。 2. 合成制备了碳纳米管-无机杂化材料，并考察其对聚糠醇复合涂层摩擦学性能的影响。其中，在高速下，经过高温处理的碳纳米管-无机杂化材料能够明显的改善复合涂层的摩擦学性能，其主要原因是高温处理使杂化材料产生相转变，提高了硬度，增强了抗磨性。 3. 利用共价接枝的方法，制备几种带有特殊化学基团的功能化碳纳米管；将这些功能化碳纳米管分散到聚糠醇基体中，得到聚糠醇/碳纳米管复合材料；并以此复合材料为炭化前驱体，制备了碳纳米管/炭基复合材料，并考察其摩擦学性能。结果表明，功能化碳纳米管能够提高复合材料的抗磨性能和摩擦稳定性能。 4. 对碳纳米管表面进行氟化改性，并制备了几种聚合物/碳纳米管超疏水涂层；改变碳纳米管表面的化学基团，可以改变涂层表面润湿性能；通过改变加热温度，可以实现涂层表面由超疏水到超亲水状态的转变。 |
| 学科主题 | 特种功能复合材料 |
| 公开日期 | 2012-11-09 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/1837]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 门学虎. 碳纳米管的功能化及其聚合物复合材料的性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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