壁碳纳米管的表面改性与分散工艺研究

通过浓硝酸对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行纯化,以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法对纯化后的MWCNTs进行表面改性,采用XRD、TEM分析手段对表面改性的多壁碳纳米管的物相组成和形貌进行表征,并研究了MWCNTs在乙醇中的分散性,结果表明:采用浓硝酸浸泡可以有效地纯化MWCNTs;采用溶胶-凝胶法在MWCNTs表面负载了纳米TiO2;纯化、负载纳米TiO2和超声波震荡提高了MWCNTs在乙醇中的分散性.     

膦酸酯修饰的多壁碳纳米管的制备与表征

为提高多壁碳纳米管(MWCNTs)的表面活性,故对其表面进行有机修饰。以苯酚为原料,分别通过磷酸化和phospha-Fries重排反应,合成了2-羟基-苯膦酸二乙酯。膦酸酯上的羟基与酰氯化的多壁碳纳米管发生反应,得到了膦酸酯修饰的多壁碳纳米管。核磁共振波谱和红外光谱表征分析了膦酸酯及膦酸酯修饰的碳纳米管的组成结构,并且对比了修饰与未修饰的碳纳米管的分散性。结果表明,膦酸酯对碳纳米管的表面修饰有助于提高其在四氢呋喃中的分散性。     

多壁碳纳米管的分散性研究

为提高多壁碳纳米管在水中的分散性,采用混酸超声法对其进行处理。通过傅里叶变换红外光谱仪、X-射线衍射仪等对处理前后碳纳米管的结构和分散性进行了研究。结果表明,经混酸超声处理,多壁碳纳米管表面被接枝上羟基和羧基官能团且其石墨结构保留完好;多壁碳纳米管在水中的分散性能得到提高,经100h静置,碳纳米管的浓度仅降低9.2%。     

硝酸氧化对多壁碳纳米管的表面修饰及其分散性

采用硝酸氧化法对多壁碳纳米管(MWNTs)进行了表面修饰,通过红外光谱和热重分析等测试手段对其结构特性进行了分析,并对多壁碳纳米管在水中的分散性进行了研究。结果表明,采用硝酸氧化法在多壁碳纳米管的侧壁成功引入了羧基官能团,羧基含量受硝酸浓度、氧化温度和时间的影响。表面修饰后的多壁碳纳米管在水中的分散性和稳定性明显提高。     

苯基膦酸酯共价修饰多壁碳纳米管的制备与表征

3,5-二叔丁基苯酚通过溴化、磷酸化和锂-溴交换及阴离子phospha-Fries重排反应,合成了4,6-二叔丁基-2-羟基苯膦酸二乙酯,在碱性条件下,与酰氯化的多壁碳纳米管反应,制备苯基膦酸酯共价修饰的多壁碳纳米管(MWCNTs-COPPN)。核磁共振波谱、红外光谱和热重分析了产物的组成结构,并且对比了碳纳米管修饰前后的分散性。结果表明,苯基膦酸酯成功地对碳纳米管表面进行了有机修饰,有助于提高其在有机溶剂中的分散性。     

苯基膦酸酯共价修饰多壁碳纳米管的制备与表征

3,5-二叔丁基苯酚通过溴化、磷酸化和锂-溴交换及阴离子phospha-Fries重排反应,合成了4,6-二叔丁基-2-羟基苯膦酸二乙酯,在碱性条件下,与酰氯化的多壁碳纳米管反应,制备苯基膦酸酯共价修饰的多壁碳纳米管(MWCNTs-COPPN)。核磁共振波谱、红外光谱和热重分析了产物的组成结构,并且对比了碳纳米管修饰前后的分散性。结果表明,苯基膦酸酯成功地对碳纳米管表面进行了有机修饰,有助于提高其在有机溶剂中的分散性。     

多壁碳纳米管改性航空轮胎橡胶材料的制备方法

正由中国民航大学申请的专利(公开号CN105482175A,公开日期2016-04-13)"多壁碳纳米管改性航空轮胎橡胶材料的制备方法",涉及的多壁碳纳米管改性航空轮胎橡胶材料的制备方法为:将多壁碳纳米管分散在阴离子表面活性剂水溶液中获得悬浮液,在悬浮液中加入天然胶乳,经过共混乳液的絮凝共沉和过滤干燥,得到由多壁     

文摘

<正>碳纳米管的分散性及其光学性质的研究[刊,中]/刘宗建,张仁元,毛凌波,柯秀芳//材料研究与应用,2009,3(4):243～247采用硫酸和硝酸混合酸对催化裂解法(CVD法)制备的多壁碳纳米管(CNTs)进行纯化,以超声仪为分散设备,分别研究了在乙二醇水溶液中加入不同类型的阳离子、阴离子、非离子型表面活性剂对碳纳米管分散性的影响。研究结果表     

多壁碳纳米管的改性及其复合材料的制备

用H2SO4/HNO3（体积比3∶1）对碳纳米管进行改性,结果研究表明：与原始碳纳米管相比,改性后的多壁碳纳米管的自身的分散性非常好,表面带有了更多的-OH和-COOH等官能团,碳纳米管在空气中的热稳定性明显下降,而且在碳酸氢铵与氨水和少量SDBS的混合溶液中分散稳定性更好。然后采用原位聚合的方法制备了多壁碳纳米管/碳酸铝铵复合材料,复合粉体的TEM和XRD表明改性后的多壁碳纳米管可以在碳酸铝铵粉体中进行良好的分散。     

SDBS对多壁碳纳米管悬浮液分散性的影响

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为分散剂,氯化胆碱-丙二酸类离子液体为溶剂,通过超声分散处理多壁碳纳米管,制备了分散性良好的多壁碳纳米管悬浮液。采用紫外-可见分光光度法和粒径测试考察了SDBS对多壁碳纳米管悬浮液分散性的影响。结果表明,在多壁碳纳米管悬浮液中,当SDBS的浓度为1.2 mmol?L~(-1)左右时,悬浮碳纳米管的浓度最大,约为初始浓度的89%。悬浮液中多壁碳纳米管的平均粒径随着SDBS的浓度的增大而逐渐降低,在SDBS的浓度大于1.0 mmol?L~(-1)时,下降趋势变缓慢。添加SDBS后的多壁碳纳米管悬浮液的稳定性显著提高,192 h后基本趋于稳定。     

碳纳米管分散性的研究

本文采用加入不同类型的表面活性剂和表面活性剂的复配，并用超声波振荡方法，研究碳纳米管在有机溶剂中的分散状态。通过沉降时间观察其分散性，采用激光粒度仪、扫描电镜、原子力显微镜对分散效果进行进一步分析。研究结果表明，用一定浓度的阳离子型全氟表面活性剂和阴离子型表面活性剂互配作为分散剂使碳纳米管达到很好的分散效果。     

多壁碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂界面粘结特性研究

本文对一种多壁碳纳米管进行表面酸化和胺化改性处理,通过超声波分散制备碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂单丝复合试样,采用单丝断裂法研究碳纳米管对玻璃纤维/环氧树脂界面粘结特性的影响。实验结果表明,加入碳纳米管后环氧树脂弯曲性能提高,单丝复合体系的拉伸应力-应变曲线在屈服点之后产生波动。通过比较纤维断点数-应变曲线、偏光下纤维断点形貌以及断口形貌SEM图像发现,对于玻璃纤维体系,加入硅烷偶联剂KH560后,碳纳米管可明显提高玻璃纤维/环氧界面粘结强度,并以胺化碳管改性体系影响最为显著。     

反式聚异戊二烯/多壁碳纳米管复合材料的微观结构及物理机械性能

以氯化镁（MgCl_2）、经四氯化钛（TiCl_4）预处理的普通型多壁碳纳米管（MWCNTs）或羟基化多壁碳纳米管（MWCNTs-OH）为载体,采用高能球磨法制备了负载钛系催化剂,然后采用原位聚合法制备了反式聚异戊二烯（TPI）/MWCNTs纳米复合材料,表征了MWCNTs在催化剂中的分散性、纳米复合材料的微观结构,考察了2种MWCNTs含量对纳米复合材料物理机械性能的影响。结果表明,在负载钛系催化剂中,MWCNTs-OH或普通型MWCNTs无聚集且分散均匀;在2种TPI/MWCNTs复合材料中,TPI分子链紧密包覆MWCNTs表面,二者形成类似于核-壳管状结构,反式-1,4-结构质量分数均为99.1%,3,4-结构质量分数均为0.9%,MWCNTs的类型对复合材料的结构无显著影响;TPI/MWCNTs-OH复合材料的物理机械性能优于TPI/普通型MWCNTs复合材料及纯TPI材料,且当MWCNTs-OH的质量分数达到0.10%时,复合材料的拉伸强度及扯断伸长率较纯TPI分别提高了36%和49%。     

原位聚合制备碳纳米管/PMMA复合材料的研究

采用原位聚合的方法，制备了多壁碳纳米管／聚甲基丙烯酸甲酯复合材料。多壁碳纳米管经过强酸氧化处理。表面具有有机活性。碳纳米管的加入并未使聚合诱导期延长，但令体系粘度增加，自加速现象提早出现。DMA和TGA的研究表明，碳纳米管用量少于1．0％的复合物玻璃化温度降低，分解温度无显著变化。加入1．0％的碳纳米管可以使PMMA复合材料冲击强度提高80％以上。断面扫描电镜表明，碳纳米管呈单管分散于基体中。     

海藻酸钠修饰碳纳米管的制备及性能北大核心

通过海藻酸钠(SAL)修饰多壁碳纳米管(MWNTs),改善MWNTs的水溶性和分散性。用1-乙基-3(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺(EDC)为偶联剂,在水介质、弱酸性条件下,用超声波辅助法接枝水溶性高分子——海藻酸钠,得到修饰的碳纳米管复合物。红外光谱分析表明,多壁碳纳米管上的—COOH与海藻酸钠上的—NH2反应生成了—NHCO—,证明了MWCNTsSAL的生成,透射电镜测试显示海藻酸钠修饰的MWCNTs在乙醇中能够有效地克服团聚倾向;水溶性实验表明,改性后MWCNTs在水中具有分散性,并能够保持长时间的溶解能力。MWCNTs经SAL修饰后,改善了水溶性和分散性。     

碳纳米杂化材料的分散性及分散稳定性研究

将酸化石墨烯、羟基化多壁碳纳米管通过超声离心等物理方法合成碳纳米管/石墨烯杂化材料以及用化学多步法合成碳纳米管/石墨烯杂化材料,按照0.1 mg/m L分别分散于四氢呋喃溶剂中超声72 h制备碳纳米材料的分散液,并将分散液静置24 h。通过紫外光谱证明所用碳纳米杂化材料已成功合成,同时通过紫外光谱、显微镜扫描和沉淀实验表征碳纳米材料的分散性及分散稳定性。结果表明,相比于碳纳米管、石墨烯和物理法合成碳纳米管/石墨烯杂化材料,化学多步法合成的碳纳米管/石墨烯杂化材料具备更优异的分散性及分散稳定性,这要归因于分散好的碳纳米管先与聚丙烯酰氯反应,以初步抑制碳纳米管的团聚,其次将其再与石墨烯反应,这样碳纳米管和石墨烯就通过聚丙烯酰氯连接在一起,构建出三维结构,抑制碳纳米管的重新团聚和石墨烯片层的叠加。     

表面活性剂分散碳纳米管的进展

碳纳米管容易聚集成束或缠绕,严重制约了碳纳米管的应用。通过表面功能化可增强碳纳米管在溶剂中的溶解性和其他基质材料中的分散性,从而提高碳纳米管的实际使用价值。用表面活性剂分散碳纳米管的方法进行综述,总结了各种表面活性剂的优缺点并提出了表面活性剂在碳纳米管应用的展望。     

多壁碳纳米管分散性研究

通过对多壁碳纳米管的改性研究,寻找提高碳纳米管分散性的途径。采用NaOH对碳纳米管进行预处理,通过SEM、DSC分析表明,该处理过程对去除多壁碳纳米管中杂质和提高其分散性有积极效果。通过H2SO4和HNO3的混酸处理法与HNO3处理法的对比,知前者对碳纳米管的损失要大于后者,且通过对FTIR的对比分析,后者对碳纳米管的改性效果好于前者。TG、TEM分析表明,聚乙烯醇均匀包覆在碳纳米管表面,碳纳米管分散性较酸处理的有所改进。     

酸化多壁碳纳米管/水性聚氨酯复合材料的制备与性能研究

采用混酸对多壁碳纳米管进行表面处理,通过共混法制备出酸化多壁碳纳米管/水性聚氨酯(WPU)复合材料。通过FT-IR,拉曼光谱,SEM表征了多壁碳纳米管酸化前后的结构,通过TGA、拉力测试以及SEM研究了复合材料的热性能、力学性能和微观结构。结果显示,多壁碳纳米管通过混酸处理后表面羧基化,管壁卷曲程度降低。与纯WPU相比,当添加量为1.5%时,复合材料的断裂伸长率增加29%,当添加量在2%时,复合材料的拉伸强度增加169%,酸化碳纳米管在聚氨酯(PU)基体中均匀分散。酸化碳纳米管的添加显著提高了复合材料的热稳定性和导电性。     

碳纳米管在熔融共混过程中分散性的影响因素

综述了在熔融共混制备碳纳米管(CNTs)/聚合物复合材料过程中CNTs的分散机理和分散性的影响因素。重点探讨了聚合物基体相对分子质量、螺杆转速、料筒温度、螺杆结构以及添加剂等因素对CNTs在热塑性聚合物基体中分散性的影响,最后对熔融共混分散CNTs方法进行了展望。