碳納米管的化學(xué)修飾及聚氨酯復(fù)合材料的制備.pdf

1、本文先對(duì)多壁碳納米管進(jìn)行了有效的純化與短切，發(fā)現(xiàn)HNO3回流和混合酸超聲相結(jié)合的純化方法可以把多壁碳納米管短切成500nm左右的短管，并且使其表面引入羧基等反應(yīng)性基團(tuán)。元素分析表明純化后的C含量明顯降低，這說(shuō)明了純化過(guò)程中無(wú)定性碳等雜質(zhì)碳粒子的除去；紅外光譜在1705.3cm-1處的羧基的吸收峰，表明多壁碳納米管的端口及側(cè)壁已被有效功能化。之后用縮合劑N,N-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)使純化后的多壁碳納米管與3-氨基-1,2,4-三唑反

2、應(yīng)，并用紅外光譜、Raman光譜、元素分析和XPS等多種手段對(duì)反應(yīng)前后的多壁碳納米管進(jìn)行了表征。紅外光譜表明修飾后在1635.42cm-1出現(xiàn)羰基吸收峰，在3440.65cm-1出現(xiàn)了N-H的伸縮振動(dòng)吸收峰；元素分析結(jié)果表明修飾后N、H含量明顯提高，XPS結(jié)果表明修飾后出現(xiàn)了之前所沒(méi)有的N1s峰。這些都證明3-氨基-1,2,4-三唑通過(guò)酰胺鍵連接在了多壁碳納米管上。Raman光譜結(jié)果表明反應(yīng)前后多壁碳納米管的結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化。 用

3、溶液混合的方法分別制備了以純化后多壁碳納米管和修飾后多壁碳納米管為增強(qiáng)相的聚氨酯復(fù)合材料薄膜，用SEM觀察了復(fù)合材料的斷裂面形貌，發(fā)現(xiàn)3-氨基-1,2,4-三唑修飾的多壁碳納米管在基體中的分散及與基體相容性均比酸純化的多壁碳納米管要好。多壁碳納米管的加入極大地提高了聚氨酯的拉伸強(qiáng)度，碳管含量相同時(shí)，修飾后多壁碳納米管對(duì)聚氨酯拉伸強(qiáng)度的提高量比純化后多壁碳納米管要大，當(dāng)多壁碳納米管含量為1％時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值。Raman光譜結(jié)果表明二