聚氨酯碳纳米管复合材料的制备及性能研究

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1、四川大学硕士学位论文版权声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得四川大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文成果是本人在四川大学读书期间在导师指导下取得的，论文成果归四川大学所有，特此声明。四川大学硕士学位论文聚氨N／碳纳米管复合材料的制备及性能研究材料学专业研究生：邓瑾妮指导教师

2、：傅强摘要本文采用逐步化学接枝的方法，获得了表面接枝有异氰酸酯(口DI)的多壁碳纳米管(MwCNT-口DI)。这些碳纳米管在四氢呋喃(唧)中达到了纳米级的分散，溶液变得较透明。因此以这种碳纳米管为填料制得的聚氨酯(PEU)／碳纳米管复合材料具有优异的力学性能，同时由于MWCNT-IPDI侧链的IPDl分子与PEU硬段分子结构相似，并且分子之间能形成氢键作用，故复合材料的硬段玻璃化转变温度有了很明显的提高。也正是因为MWCNT-IPDI在PEU中良好的分散，给水蒸气从碳纳米管内部和边缘的透过造成了好的条件，并且由于M

3、WCNT-IPDI的加入，材料的分子自由能和亲水性增加，这些条件都造成了整个纳米复合材料的透湿性的增大。同样，以3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，8一十三氟．1．辛醇(TDFOL)为原料接枝在碳纳米管上，制得的MWCNT．TDFOL与PEU溶液共混成膜。通过拉伸测试表征，PEU／MWCNT-TDFOL的拉伸强度和断裂伸长率均得到了明显提高，储能模量也有一定的增加。由于MWCNT-TDFOL表面的长氟链向膜表面有限的迁移，PEI胞们i，CNT．TDFOL复合膜的接触角有一定的增大，疏水性提高。最后，为获

4、得表面疏水性更好的PEu材料以符合生物材料的要求，未处理的MWCNTs、MWCNT-COOH以及MWCNT-TDFOL通过溶液沉积附着在聚氨酯顾段含氟聚氨酯表面。因为碳纳米管本身的纳米结构以及表面接枝物的疏水性，未处理的MWCNTs和MWCNLTDFOL所沉积的膜表面接触角有较大提高，血液相容性较好。然而表面有接枝的碳纳米管(MWCNT-C00H和1坚业奎堂堡主兰堡丝兰MwCNI二TDFOL)在沉积过程中与基体表面层相互融合使得材料的稳定性增加，获得具有良好生物相容性的聚氨酯膜。关键词：聚氨酯碳纳米管表面接枝力学性

5、能血液相容性2四川大学硕士学位论文StudyonthePreparationandPropertiesofPolyurethane／carbonnanotubescompositesMajor：MaterialScienceStudent：JinaiDengSupervisor：Prof．QiangFuAbstractThroughstep—by-stepgrafting，multi-carbonnanotubes(MWCNTs)withisophoronediisocyanate(IPDI)hasbeenobta

6、ined．ThoseMWCNT-IPDIiswelldispersedintetrahydrofuran07aF)andmakesolutionmuchmoretransparent．Therefore，polyurethanefilledwithMWCNT-IPDInanocompositehasgoodmechanicalproperties．AndbecauseofthesimilarstructureandhydrogenbondbetweenhardsegmentofPEUandsidechainofMW

7、CNT-口DI，the百asstransitiontemperatureinhardsegmentofthiscompositehasbeenenhancedobviously．Besides，owingtothewelldispersionofMWCNT-ⅢDI，whichmakeswatervaporeasytogettingthroughtheinsideandoutsidenanotubes，thewatervaporpermeability(wve)ofmaterialshasbeengreatlyinc

8、reased．AndtheincreaseinfreevolumesandmovablechainOilMWCNrsalsoresultinthehighWVP．Similarly,MWCNTshavebeengraftedby3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，8-tfidecafluoro一卜octanol(TDFOL)．Boththeten