碳納米管誘導聚羥基脂肪酸酯界面結(jié)晶及其纖維性能研究.pdf

1、碳納米管(CNT)以其優(yōu)異的力學、電化學性能，受到科研工作者的關(guān)注。作為一維納米材料，聚合物/碳納米管納米復合材料逐漸成為研究熱點，在科研工作和工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用。利用結(jié)晶聚合物在CNT界面發(fā)生結(jié)晶，進而對CNT形成有序的非共價鍵修飾結(jié)構(gòu)有重要的研究意義和使用價值。本課題通過溶液結(jié)晶技術(shù)，采用具有“溝槽”結(jié)構(gòu)的單壁碳納米管(SWNT bundle)誘導螺旋鏈構(gòu)象的生物可降解聚羥基丁酸酯(PHB)、聚羥基丁酸己酸酯(PHBHHx)進行

2、結(jié)晶，制備PHB/SWNT、PHBHHx/SWNT納米雜化材料，探索靜態(tài)結(jié)晶條件下，螺旋鏈構(gòu)象的PHB、PHBHHx在碳納米管界面發(fā)生結(jié)晶進而形成有序非共價鍵修飾結(jié)構(gòu)的可能性。通過熔融紡絲技術(shù)制備PHB/SWNT、PHB/MWNT、PHBHHx/SWNT、PHBHHx/MWNT纖維，考察在纖維成形過程中，界面拉伸應力的存在對纖維結(jié)晶與成形性能的影響，以及碳納米管存在下誘導產(chǎn)生界面晶體結(jié)構(gòu)的可能與條件。用TEM觀察了納米雜化串晶的形貌，通

3、過SEM、POM、DSC、XRD以及力學性能測試等手段考察了纖維的形貌、結(jié)晶性能、熱性能和力學性能。
　　成功獲得了PHB/SWNT和PHBHHx4/SWNT和PHBHHx24/SWNT的納米雜化串晶(NHSK)結(jié)構(gòu)，片晶結(jié)構(gòu)完整，形貌清晰，PHBHHx24片晶尺寸較PHBHHx4片晶大。在PHBHHx21/SWNT中發(fā)現(xiàn)了板條形晶結(jié)構(gòu)。復合材料中，碳納米管的加入為PHB、PHBHHx結(jié)晶提供了大量的成核位點，使得其成核與結(jié)晶速率

4、加快，晶核密度隨著CNT含量的提高而增加。復合材料從熔體降溫結(jié)晶時，結(jié)晶放熱峰的峰值溫度與純PHB、PHBHHx相比向高溫方向移動，且在本研究的添加量范圍內(nèi)隨CNT含量增加而提高，證明了CNT的誘導結(jié)晶作用。CNT的誘導效應和拉伸應力的作用使得高倍拉伸的纖維結(jié)晶更完善，力學性能更好。在PHB/SWNT0.2、PHBHHx/SWNT0.1和PHBHHx/SWNT0.2纖維中得到了界面NHSK結(jié)構(gòu)。CNT的加入使復合纖維的斷裂強度都有所提高