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1、固体火箭技术第29卷第3期JournalofSolidRocketTechnologyVol.29No.32006原位聚合法制备多壁碳纳米管2聚对苯撑苯①并双噁唑纳米复合材料李霞,黄玉东,刘丽,黎俊(哈尔滨工业大学应用化学系,哈尔滨150001)摘要:采用强氧化性酸处理多壁碳纳米管(MWNTs),形成官能化的多壁碳纳米管(FMWNTs),用傅立叶红外光谱(FT2IR)、光电子能谱(XPS)对处理前后MWNTs的表面官能团进行了分析,并利用原位聚合法成功制备了FMWNTS2PBO纳米复合材料。结果表明,碳纳米管经过酸处理后,表面含有较多羰基和羟基的极性官能团,FMWN
2、Ts2PBO纤维的钩接强度比同条件下PBO纤维的钩接强度高出30%。文中给出了FMWNTs和PBO低聚物的聚合机理。关键词:PBO纤维;多壁碳纳米管;原位聚合;复合材料中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:100622793(2006)0320212205Multi2walledcarbonnanotubes2poly(p2phenylene22,62benzoxazole)nanocompositespreparedbyin2situpolymerizationprocessLIXia,HUANGYu2dong,LIULi,LIJun(Department
3、ofAppliedChemistry,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)Abstract:Themulti2walledcarbonnanotubes(MWNTs)wastreatedwithstrongoxidizabilityacidtoformthefunctionalmulti2walledcarbonnanotubes(FMWNTs).ThesurfacefunctionalgroupsofMWNTsbeforeandaftertreatmentwereanalyzedbymeansofFouri
4、ertansforminfraredspcetrocopy(FTIR)andX2rayphotoelectronspectroscopy(XPS).ThenFMWNTs2PBOnanocompositesweresuccessfullypreparedbythein2situpolymerizationmethod.TheresultsofFTIRandXPSanalysisshowthatthesurfaceofMWNTsaftertreamentcontainsmanycarboxylgroupsandhydroxylgroups.ComparedwithPBO
5、fibersundersameconditions,thehookjointstrengthofFMWNTs2PBOfiberisenhancedby30%.ThepolymerizationmechanismofFMWNTsandPBOoligomerwasgiven.Keywords:poly(p2phenylene22,62benzoxazole)fiber;multi2walledcarbonnanotubes;in2situpolymerization;composites1引言体中。[7～9]碳纳米管(CNTs)具有超强力学性能、极高的长径PBO纤维的强
6、度、模量、耐热性和抗阻燃性都比、高热稳定性、良好的导电性能,以及独特的一维纳优于炭纤维,PBO纤维的耐冲击性、耐摩擦性和尺寸稳[1～3]米结构所特有的纳米效应,已成功用于超强力学定性均很优异,并且质轻而柔软。但PBO纤维抗压强性能的复合材料及新一代具有导电和光电性能的聚合度很差,为了改善抗压性能采用了许多方法,如改进纺[10,11]物复合材料等领域。高性能碳纳米管复合材料已成为丝工艺、化学结构改性、加入无机粒子(如碳纳米碳纳米管的一个极其重要的研究方向,但因其本身巨管)等。国内外已有关于制备CNTs/PBO复合材[12,13]大的表面积,使它很难均匀分散于聚合物基体
7、中,阻碍料的报道,但都没有对CNTs在PBO基体中的分了碳纳米管在复合材料中的应用。为了解决这个问散性和纤维丝的钩接强度进行表征和测试。题,一些研究者采取在CNTs表面引入化学官能团、熔文中首先对多壁碳纳米管(MWNTs)进行化学处[4～6]融共混法等方法,使CNTs能成功分散在聚合物基理,引进化学官能团,改善了MWNTs与基体材料的相①收稿日期:2005212212;修回日期:2006201209。基金项目:国家自然科学基金重点项目(No.50333030);黑龙江省杰出青年科学基金(JC04212)。作者简介:李霞(1977—),女,博士生,从事PBO纤维合
