两亲性聚合物修饰碳纳米管研究进展

随着两亲性共聚物在越来越多的领域显示出其功能,它的重要理论和应用意义正为人们所认识。用它来修饰碳纳米管,将会赋予碳纳米管更加优异的性能,因此为碳纳米管的研究提供了一个方向。本文综述了两亲性聚合物修饰碳纳米管表面的研究进展,从化学修饰和物理吸附、包裹两种修饰手段入手,着重介绍了两亲性聚合物化学修饰碳纳米管的方法和研究状况。最后,对修饰后的两亲性聚合物碳纳米管的分散性和自组装行为进行了综述。     

聚乙烯基吡咯烷酮修饰多壁碳纳米管的研究

采用超声波辅助技术,研究了两亲性聚合物聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)修饰多壁碳纳米管(MWNTs)的效果、作用机理及影响因素.研究结果表明在适合的条件下两亲性聚合物PVP可以被引入到多壁碳纳米管表面,修饰后的MWNTs在DMF、乙醇和水等溶剂中具有良好的分散性.通过红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)分析表明,两亲性聚合物与MWNTs之间产生了化学接枝作用,高分辨透射电镜分析表明两亲性聚合物不均匀地存在于MWNTs的表面和端部.两亲性聚合物的浓度对接枝量的影响不大,但超声波作用时间对MWNTs表面两亲性聚合物PVP的接枝量有较大的影响,在超声时间为4h时接枝量最大.两亲性聚合物修饰效果不同于表面活性剂,采用表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)修饰的MWNTs经过洗涤过滤后,不能重新溶于水中,而两亲性聚合物PVP修饰的MWNTs可以重新溶解.     

碳纳米管有序排列的研究进展Ⅰ碳纳米管的多维排列

综述了近年来制备碳纳米管的有序排列的情况,第一部分主要概括碳纳米管的多维排列,第二部分包括:(1)碳纳米管的一维排列;(2)有序排列碳纳米管的表征技术;(3)有序排列碳纳米管的应用。     

NEXAFS光谱分析聚合物修饰的单壁碳纳米管

利用C1s、O1s、N1s近边X射线吸收精细结构(Near Edge X-Ray Absorption Fine Structure,NEXAFS)光谱对聚合物修饰的碳纳米管进行了分析,研究了氧化及偶联聚合物对碳纳米管结构的影响。氧化碳纳米管及十八胺修饰的、聚合物/十八胺双修饰的碳纳米管的NEXAFS光谱均出现了碳/氧K边π*(C=O)和σ*(C-O)共振峰;而十八胺修饰的、聚合物/十八胺双修饰的碳纳米管则出现了氮K边π*(N-C=O)和σ*(N1s)共振峰。分析表明,NEXAFS光谱可有效表征聚合物修饰的碳纳米管。     

碳纳米管的定向操作

由于呈现独特的一维结构特征、机械及电子性能,碳纳米管已引起广泛的兴趣,然而涉及到具体的应用就不可避免碳纳米管的定位、定向,这也已成为非常富有挑战性的课题。本文中笔者主要介绍碳纳米管定向操作的最新进展,重点介绍后生长的平面有序定向操作。     

碳纳米管的共价修饰

碳纳米管(carbon nanotubes, CNTs)的溶解性和分散性较差是目前制约其广泛应用及在一些有特殊要求的领域(如生物技术)应用的主要原因之一. 对CNTs进行共价修饰是改善其溶解性和分散性的有效方法之一. 目前CNTs的共价修饰主要通过两类反应来实现: 羧基的衍生反应和直接加成反应. 介绍了基于这两种反应的几种共价修饰方法, 比较了各种修饰方法的优缺点及其对CNTs的溶解性和分散性的改善效果.     

碳纳米管表面接枝聚合物动力学的粗粒化模拟研究

本研究采用粗粒化分子动力学模拟结合随机聚合反应模型,对碳纳米管(CNT)表面以grafting-from方式接枝聚合物的接枝动力学进行了研究.研究结果表明,适当调控表面曲率可以有效提高接枝聚合物链的接枝密度.此外, CNT表面曲率对接枝聚合物链的多分散性指数也有一定影响.在引发剂位点密度较低时,接枝聚合物的分子量分布趋向于泊松分布特征.本研究在深入理解CNT表面grafting-from接枝过程的动力学主控因素,以及拓展grafting-from技术的应用等方面具有一定的理论指导意义.     

两亲分子对碳纳米管的分散稳定作用

综述了近年来国内外对碳纳米管在两亲分子水溶液中的分散作用研究, 从表面活性剂、聚合物和生物大分子三方面, 分别阐述了用非成键法对碳纳米管进行分散的不同机理. 离子型表面活性剂或聚电解质主要靠亲水基团之间的静电斥力阻止碳纳米管之间的聚集, 而非离子型表面活性剂或大分子则主要靠亲水基团所产生的空间位阻使分散体系保持稳定.     

碳纳米管有序排列的研究进展Ⅱ碳纳米管的一维排列、表征以及应用

综述了近年来制备碳纳米管的有序排列的情况,第一部分主要概括碳纳米管的多维排列,第二部分包括:(1)碳纳米管的一维排列;(2)有序排列碳纳米管的表征技术;(3)有序排列碳纳米管的应用。     

碳纳米管-聚合物复合材料的研究进展

本文综述了两类碳纳米管-聚合物复合材料的制备方法,碳纳米管/复合材料的力学、光、电化学等性质,以及当前研究的焦点和存在的问题,侧重讨论碳纳米管与聚合物相互作用的机理,并展望两类复合材料的应用前景。     

一种含碳纳米管的第二代纳米流体的制备

采用胺官能团对多壁碳纳米管进行功能化处理.首先对碳纳米管进行氧化处理,然后通过中和反应和氢键作用等与二聚乙二醇十八胺进行反应,制得碳纳米管衍生物,其中碳纳米管的含量达40%,计算表明大约每50个碳原子上含有1个有机分子二聚乙二醇十八胺.其在室温下为黏性液体,并且可以溶于不同的溶剂.     

THERMAL DECOMPOSITION AND FLAMMABILITY OF ACRYLONITRILE-BUTADIENE-STYRENE/MULTI-WALLED CARBON NANOTUBES COMPOSITES

Thermal and flammability properties of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) with the addition of multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) were studied.ABS/MWNTs composites were prepared via melt blending with the MWNTs content varied from 0.2% to 4.0% by mass.Thermogravimetry results showed that the addition of MWNTs accelerated the degradation of ABS during the whole process under air atmosphere,and both onset and maximum degradation temperature were lower than those of pure ABS.The destabilizat...     

多壁碳纳米管表面熊果酸印迹聚合物的制备及固相萃取

以聚乙烯醇修饰的多壁碳纳米管(MWCNTs)为基材,熊果酸(UA)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,采用表面印迹技术在碳纳米管表面合成对熊果酸具有良好选择性的分子印迹聚合物( MWCNTs-MIPs).讨论了不同摩尔比例的功能单体与模板分子合成印迹聚合物的效果,得出...     

壳聚糖衍生物处理碳纳米管改性聚丙烯腈基碳纤维

自制了邻苯二甲酰化壳聚糖、萘甲酰化壳聚糖、羧甲基化壳聚糖等3种壳聚糖衍生物对多壁碳纳米管(MWNTs)进行表面处理,发现邻苯二甲酰化壳聚糖(PhthCS)能有效提高MWNTs在极性6～10范围溶剂中的分散性及稳定性,并考察了PhthCS的分子量及浓度对MWNTs的分散性及稳定性的影响;通过微观形貌和元素分析,发现MWN...     

一种仿细胞膜聚合物用于碳纳米管表面改性

以新型含有磷酸胆碱基的仿细胞膜两亲聚合物——胆固醇封端的聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱)(CPMPC)为表面稳定剂实现碳纳米管的表面改性,利用两亲聚合物中的胆固醇疏水段与碳纳米管表面进行非共价键的稳定结合,通过两亲聚合物中聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱)(PMPC)亲水段实现其水溶性和生物相容性.并以商业可获得的典型两亲分子,末端为胆固醇的聚氧乙烯(CPEG)和卵磷脂,为对照进行研究.研究表明CPMPC和CPEG均具有比卵磷脂更高的对碳纳米管进行分散的能力.而CPMPC改性的碳纳米管比CPEG改性的碳纳米管具有更优的稳定性和生物相容性,通过新型仿细胞膜聚合物改性的碳纳米管在生物医用领域有潜在应用.     

用带不同侧链的双取代聚乙炔衍生物增溶多壁碳纳米管

采用不同的双取代聚乙炔与多壁碳纳米管复合,通过π-π相互作用和聚合物链缠绕实现了对碳纳米管的增溶.这种方法对碳纳米管的结构没有损害,而且包覆到碳纳米管表面的双取代聚乙炔也显示了自身的荧光发射特性.     

原位缩聚制备聚氨酯/碳纳米管复合泡沫材料

采用球磨方法制备了均匀分散的碳纳米管(CNTs)/聚丙二醇分散体系,解决了碳纳米管在高黏滞聚醚醇中的分散问题,进一步以水为发泡剂,采用两步的原位缩聚法制备了碳纳米管均匀分散的聚氨酯(PU)/碳纳米管复合泡沫材料.通过FTIR、SEM、压缩实验、亲水性实验等表征了材料的结构和性能.结果表明碳纳米管的加入使聚氨酯材料的压缩强度和保水率得到显著提高.     

聚苯乙炔衍生物对碳纳米管的溶解作用与表面巯基官能化

设计合成了带巯基的聚苯乙炔衍生物,在产物的红外光谱上,3312和776 cm-1处炔氢特征吸收与2106 cm-1处碳碳三键的特征红外吸收消失;在产物的1H-NMR谱上,对应单体上炔氢的化学位移(δ=3.0)消失而对应共轭烯烃的化学位移(δ=6.4)出现;这些谱学特征变化证明了聚合反应的发生.巯基官能化的聚苯乙炔不仅能够发挥聚苯乙炔衍生物对碳纳米管的增溶作用,而且具有将碳纳米管表面巯基功能化的特殊性能.通过巯基与ZnO之间的强相互作用,ZnO纳米粒子被组装到巯基官能化的聚苯乙炔/碳纳米管杂化结构的外壳.本研究提供了制备新的多元复合纳米结构材料的方法.     

水存在条件下CO2在多壁碳纳米管上吸入平衡研究

实验测定了水存在条件下CO2在多壁碳纳米管上的吸入/分解等温线.等温线具有明显的跃升,下降点,标志着CO2水合物的生成/分解.结果表明,水存在条件下CO2的吸入量较干燥条件下有很大提高.然而,由于管内空间无法利用,CO2的吸入量并不高.从机理上对CO2的吸入行为进行了分析,并与CH4进行了比较.对水炭比对CO2吸入过程的影响以及H2O/CO2的摩尔比进行了测量和分析.