功能化碳纳米管的制备及功能化碳纳米管/尼龙6复合纤维

采用多聚磷酸(PPA)/P₂O₅弱酸体系, 通过傅克反应(Friedel-Crafts reaction)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行功能化改性, 加入己内酰胺后采用原位聚合法制备功能化碳纳米管(F-MWCNTs)/尼龙6(PA6)复合材料, 并熔融纺丝制备复合纤维。通过TEM、TG、DSC、SEM及力学性能测试对复合纤维进行表征。结果表明: 在MWCNTs表面成功地接枝了氨基, F-MWCNTs均匀地分散在PA6基体中, 没有发生团聚现象, 并且与基体具有很好的界面作用; F-MWCNTs的加入, 对复合纤维的熔融温度和结晶度影响不大, 结晶温度有所提高, 并明显提高了复合纤维的热稳定性; 随着F-MWCNTs的加入, 复合纤维的拉伸断裂强度和杨氏模量增加, 当F-MWCNTs质量分数为0.5%时, 拉伸断裂强度和杨氏模量达到最大, 比纯PA6纤维分别提高了45%和208%。     

氨基化多壁碳纳米管的制备

以羧基化多壁碳纳米管为原料,经酰氯化、酰胺化和霍夫曼消去反应制备了氨基化多壁碳纳米管,并与己二酸己二胺盐进行了原位聚合反应,还采用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、拉曼光谱仪、热重分析仪(TG)和X-射线光电子能谱仪等对产物进行了表征.结果表明:氨基化多壁碳纳米管每1 000个表面碳原子中有91个转化为氨基,但氨基化多壁碳纳米管的热稳定性较多壁碳纳米管显著下降;聚己二酸己二胺功能化氨基化多壁碳纳米管复合材料的成功制备,表明碳纳米管上的氨基仍具有缩聚反应活性.