表面引发不朽聚合功能化碳纳米管的性能研究

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1、硕士学位论文表面引发不朽聚合功能化碳纳米管的性能研究PerformanceofFunctionalizedCarbonNanotubesbySurface--InitiatedImmortalPolymerization作者姓名：学科、专业：学号：应用化学21107124大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同

2、工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：查亟l筮型匪盎盘堑塑塑皇煎磷曼芏避砸鱼。作者签名：造型1日期：趁!暨年—L月旦目大连理工大学硕士学位论文摘要1953年，德国拜耳公司首次利用光气与二醇缩合的方法制备了聚碳酸酯(PC)，它是一种无毒、无臭、无味、透明的热塑性工程塑料，具有高透射率和折射率，分别达到90％禾I1．587。目前应用最多的双酚A型聚碳酸酯(BPA．PC)就是通过这种方法制得，但是由于反应过程中使用光气以及双酚A，随着近年来人们环保和健康意识越来越强，BPA．PC的生产和使用受到了越来越多的争议。

3、1969年，日本东京大学的Inoue研究组首次报道了由C02和环氧烷烃交替共聚制备聚碳酸酯(PPC)。过去几十年，利用可再生C02作为Cl的来源制备可降解脂肪族聚碳酸酯材料引起了非常广泛的关注。这不仅仅是为了弥足石油短缺的实际需求，更是为了寻求一种可以代替传统塑料的生物可降解材料，从而避免日益严重的塑料垃圾问题。尽管，最近工业上已经成功实现了环氧烷烃与C02的交替共聚反应，然而，无定型的聚碳酸酯具有较低的机械性能及较差的热稳定性极大的限制了它的应用范围。碳纳米管(CNT)作为无机纳米粒子的一员，它具有非常高的力学强度，耐化学腐蚀耐高温，同时它还是非常好的导体。因此，它经常作为一种填充材料来

4、改善高分子材料的力学与热学性能。虽然碳纳米管有很多优点，但是很难得到分散很好地CNT／聚合物复合材料，因为碳纳米管极在聚合物基体中极易发生集聚现象，一旦出现集聚它会在很大程度上降低纳米复合材料的性能。目前，有很多方法使碳纳米管稳定均一的分散在聚合物中来制备CNT／聚合物复合材料，其中表面引发活性／可控技术(即从表面接枝法)可以在功能化的纳米粒子表面共价的接枝聚合物刷，获得我们非常期望的优良性能如：加工性、分散性、热稳定性、溶解性以及与聚合物基体的相容性。本文中，利用高活性的双功能(SalenCo(III)，TBD)催化剂聚合反应，使大位阻的环氧环己烷及C02的共聚物、环氧丙烷与C02的共聚

5、物以及它们的嵌段共聚物功能化碳纳米管。在室温至100℃的条件下，通过快速可逆链转移的表面引发不朽聚合方法，在酸化的碳纳米管表面引发环氧烷烃与CO：的不朽共聚反应。表面引发不朽聚合结合了不朽聚合的优势、过程简单绿色。聚碳酸酯功能化的碳纳米管可以很好地溶解于极性或者非极性的有机溶剂中。形态学研究发现，聚碳酸酯在MWNTs表面形成了厚度均匀的聚合物刷。并且发现功能化之后的碳纳米管制备的柔韧性薄膜展示出非常优异的机械强度及导电性。另外，制备的CNT．g．PPC与PPC本体有很好的相容性可以用来提高PPC的机械性能。实验结果表明，功能化的碳纳米管对聚碳酸酯复合材料起到了非常大的增强作用，主要是由于C

6、NT．g．PPC使CNT在聚合物基体中得到了很好的分散，并且获得了较高的界面结合力。经过机械性能测试发现，复合材料的抗拉强度、断裂伸长量以及杨氏表面引发不朽聚合功能化碳纳米管的性能研究模量随着CNT．g—PPC的含量增加而增大。另外，复合材料的热稳定性也随着ChIT-g—PPC的含量增加而升高。关键词：表面引发聚合：聚碳酸酯：不朽聚合；多壁碳纳米管：机械性能：热稳定性大连理工大学硕士学位论文Performanceoffunctionalizedcarbonnanotubesbysurface．initiatedimmortalpolymerizationAbstractIn1953，pol

7、ycarbonate(PC)wasfirstdevelopedbyBayCorporation．PCisoneofthe11ighperformancepolymericmaterialsthatcomprisethefamilyof“engineeringthermoplastic”．Theyarenon-toxic，tastelessandtransparent．BPA—PCwithgoodtransmittance