用RAFT活性聚合方法在碳纳米管表面接枝聚合物
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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。本文提出在碳纳米管的表面上接上可用做可逆-加成-裂解-链转移活性聚合(RAFT)的链转移剂----二硫代碳酸酯,然后用这些管壁接有二硫代碳酸酯的碳纳米管作为链转移剂引发苯乙稀、甲基丙稀酸甲酯和对pH敏感的丙稀酸单体进行可控的聚合反应,从而在碳纳米管的管壁上接枝上聚合物链,发现用聚合物链来包裹后的碳纳米管,其溶解性能和在溶剂中的稳定性较好。同时也制备了以聚丙稀酸长链为壳,以碳纳米管为核的pH敏感的核一壳性纳米复合材料。使用FT-IR、电子表面能谱和核磁共振对接枝的效果加以分析,通过TGA对碳纳米管表面聚合物包覆的含量进行计算,而利用TEM则可以直观的观察到包覆前后碳纳米管的变化。
第一章 碳纳米管及其功能化修饰研究现状 | 第12-30页 |
1.1 引言 | 第12页 |
1.2 碳纳米管的发现及结构 | 第12-13页 |
1.3 碳纳米管的性能及应用 | 第13-18页 |
1.3.1 碳纳米管的力学性能 | 第14-15页 |
1.3.2 碳纳米管的光电性能 | 第15-16页 |
1.3.3 碳纳米管的储氢性能 | 第16-17页 |
1.3.4 碳纳米管的其它性能及应用 | 第17-18页 |
1.4 RAFT聚合特点及应用 | 第18-24页 |
1.4.1 RAFT聚合及其特点 | 第18-23页 |
1.4.2 RAFT聚合的应用 | 第23-24页 |
1.5 碳纳米管有机化学修饰研究进展 | 第24-29页 |
1.5.1 碳纳米管的有机共价功能化 | 第24-27页 |
1.5.2 碳纳米管的有机非共价化学修饰 | 第27-29页 |
1.6 本研究的目的和意义 | 第29-30页 |
第二章 碳纳米管表面接枝RAFT试剂 | 第30-38页 |
2.1 RAFT试剂的合成与表征 | 第30-31页 |
2.1.1 实验仪器及原材料 | 第30-31页 |
2.1.2 表征方法 | 第31页 |
2.2 合成路线 | 第31页 |
2.3 合成方法 | 第31-32页 |
2.4 合成步骤 | 第32-35页 |
2.5 结果与讨论 | 第35-37页 |
2.6 本章小结 | 第37-38页 |
第三章 碳纳米管表面苯乙烯原位接枝聚合 | 第38-42页 |
3.1 所用试剂 | 第38页 |
3.2 合成路线 | 第38页 |
3.3 合成方法 | 第38页 |
3.4 测试与表征 | 第38-39页 |
3.5 结果与讨论 | 第39-41页 |
3.5.1 用MWNT-SC(S)Ph做为链转移剂引发苯乙烯聚合 | 第39-40页 |
3.5.2 TGA分析 | 第40-41页 |
3.6 本章小结 | 第41-42页 |
第四章 碳纳米管表面甲基丙稀酸甲酯原位接枝聚合 | 第42-48页 |
4.1 所用试剂 | 第42页 |
4.2 合成路线 | 第42页 |
4.3 合成方法 | 第42-43页 |
4.4 测试与表征 | 第43页 |
4.5 结果与讨论 | 第43-47页 |
4.5.1 合成产物的结构分析 | 第43-45页 |
4.5.2 碳纳米管及其功能化产物的TGA分析 | 第45页 |
4.5.3 TEM分析 | 第45-46页 |
4.5.4 试样的溶解性能测试 | 第46-47页 |
4.6 本章小结 | 第47-48页 |
第五章 碳纳米管表面接枝pH敏感性聚合物(PAA) | 第48-53页 |
5.1 所用原料与试剂 | 第48页 |
5.2 测试与表征 | 第48-49页 |
5.3 合成路线 | 第49页 |
5.4 合成方法 | 第49页 |
5.5 产物的纯化 | 第49页 |
5.6 结果与讨论 | 第49-52页 |
5.6.1 丙稀酸聚合物对pH值敏感的机理 | 第49-50页 |
5.6.2 对聚合产物的机构和性能表征 | 第50-52页 |
5.7 本章小结 | 第52-53页 |
结论 | 第53-55页 |
参考文献 | 第55-59页 |
附录 | 第59-60页 |
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