聚合物 CNT复合材料研究进展.pdf

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1、第!"卷第#期高分子材料科学与工程$%&’!"()%’#*++*年!!月,-./0120341253.66751)713)81)95)1125)9)%:’*++*;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;聚合物<碳纳米管复合材料研究进展=邱桂花(夏和生(王琪>高分子材料工程国家重点实验室(四川大学高分子研究所(四川成都#!++#?@摘要A聚合物<碳纳米管复合材料近年来引起人们广泛的关注B本文综述了聚合物<碳纳米管复合材料的研究进展(重点介绍了聚合物<碳纳米管复合材料的类型C制

2、备方法及力学C电学和光学性能等B关键词A碳纳米管D聚合物基复合材料D性能中图分类号A4EF"F文献标识码A3文章编号A!+++GH???>*++*@+#G++*+G+I碳纳米管>7)4J@自*+世纪K+年代初由场发射器件等B日本学者5LMLNO发现以来P!Q(立即引起科学界及产业界的极大重视(是近年来国际科学研究U聚合物<碳纳米管复合材料的类型及制备由于碳纳米管独特的!维结构(导致碳纳的热点B碳纳米管分为多壁碳纳米管米管与聚合物有以下几种不同的复合方式A>!@>0R)4J@和单壁碳纳米管>6R)4J@(由六元聚合物填充碳纳米管形成的!G!型复合材料D环组

3、成的石墨片层结构卷曲而形成的同心圆筒构成B随直径和螺旋性的不同(碳纳米管可呈现>*@聚合物包裹碳纳米管D>F@聚合物接枝碳纳米管D>I@!维的碳纳米管分散于F维的聚合物金属或半导体特性B碳纳米管具有优异的力学基体中形成的!GF型复合材料B性能(强度比钢高!++倍(相对密度只有钢的U’U聚合物填充碳纳米管形成的UVU型复合!<#B此外碳纳米管具有优异的微波吸收特性(材料可用于电磁屏蔽或吸波材料等B自碳纳米管被碳纳米管是中空圆筒状结构(圆筒直径为发现以来(大量的研究集中在碳纳米管的合成C零点几个纳米到几十纳米(长度为几十纳米至生长机理的探讨C物理性能的表征C

4、应用领域的微米级(圆筒间的距离为+’FITN(碳纳米管独探索等方面B随着碳纳米管合成产率的提高(碳特的结构是制备!维聚合物纳米线的理想模纳米管的提纯C开孔C切割和填充(碳纳米管的板B目前(碳纳米管内填充形成的!G!型复合材化学改性以及碳纳米管与聚合物的复合等引起料主要局限在金属C金属氧化物C碳化物等(与人们广泛的关注B尤其是碳纳米管<聚合物复合材料自3MOSOT等P*Q首次报道以来已成为世界聚合物的复合研究很少B这主要是因为液相单体在纳米管内的填充效率不高(单体在碳纳米科学研究的热点B碳纳米管与聚合物的复合可管内的聚合比较困难B7WXXOT等PFQ利用超

5、声溶以实现组元材料的优势互补或加强(最经济有液混合法制备,N,$>Y%&S>NGYZ[TS&[T[G%G*(效地利用碳纳米管的独特性能(是碳纳米管稳定化的有效途径B碳纳米管<聚合物复合材料在?G]L%^%_SGYGYZ[TS&[T[:LTS&[T[@@<碳纳米管复合材料时发现聚合物也能填充在碳纳米管信息材料C生物医用材料C隐身材料C催化剂C高内B然而(如何提高聚合物的填充率仍面临着很性能结构材料C多功能材料等方面有着广阔的大的挑战(需要发展新的技术和方法B应用前景B例如(碳纳米管与导电聚合物的复合可以用作光电纳米器件(超级电容器(传感器和=收稿日期A

6、*++*G+!G*"基金项万方数据目A国家自然科学基金>*KKHI+*+(*++FI++#!@和教育部科学技术重点项目资助课题作者简介A邱桂花>!KH"‘@(女(硕士’联系人A王琪’第5期邱桂花等聚合物T碳纳米管复合材料研究进展DG!"#聚合物包裹碳纳米管对碳纳米管进行接枝改性处理是改善碳纳碳纳米管化学性质稳定$难溶不融$严重阻米管表面特性的重要方法$现已成为研究的热碍其潜在应用%聚合物包裹碳纳米管是改善和点$目前的研究主要集中在一些小分子如长链调控碳纳米管表面特性的一个重要途径%通过烷基胺接枝碳纳米管2GD6%由于聚合物与碳纳米不同聚合物对碳纳米管表

7、面的包覆$可以调整管之间存在着共价键合$因而性能更加稳定$应其表面特性$提高其在不同基体中的相容性%另用前景更广%碳纳米管经纯化或功能化后顶端一方面$碳纳米管表面包覆一层高分子后$可使可以含有一定数量的活性基团$如羟基8羧基碳纳米管具有特殊的组装能力$可在不同的基等2GE6$通过与这些活性基团反应$聚合物可以质上形成规则排列的结构或有序图案$这对碳接枝到碳纳米管上%F<-等2GH6报道了聚氧乙烯纳米管在微电子领域的应用十分重要%&’()*K0OIL接枝?@AB;复合材料的制备%他们利+,-和.,(/’-等用溶液混合法制备了0+01用混合强酸K:DMI3P

8、:AIEL对碳纳米管进行包裹的碳纳米管式的复合材料$并观察了它们纯化后$得到表面