磺化碳纳米管／聚氨酯光响应复合材料的制备及性能.pdf

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1、V01．7No．12中国科技论文CHINASClENCEPAPER第7卷第12期Dec．20122012年12月磺化碳纳米管／聚氨酯光响应复合材料的制备及性能郭海强，冯奕钰，封伟(天津大学材料科学与工程学院，天津市材料复合与功能化重点实验室，天津300072)摘要：将碳纳来管进行酸化和磺化两步处理，制备了磺化碳纳米管s。选用聚氨酯(PU)为基体材料，溶液共混法制备磺化碳纳米管／聚氨酯(Qs03ID复合材料。采用扫描dL4~(SEM)、氙灯和万能拉力机分别对复合材料的微观形貌、光响应性和力学陛能进行了表征。结果表明：CNT-SOsH~均匀地分散在PU中，当as0

2、3H质量分数为2％时，复合材料的光响应形变恢复率高达84．21％，同时其力学性能也有提高，杨氏模量提高到25．58MPa。研究表明该复合材料具有光响应性和良好的力学性能，可应用在光响应驱动器领域，实现光能到热能再到机械能转化的过程。关键词：复合材料；磺化碳纳米管；聚氨酯；光响应；形状记忆材料中图分类号：TB332文献际志码：A文章编号：2095—2783(2012)12-0924—5Preparationofsulfonatedcarbonnanotubes／polyurethanelightresponsivecompositesanditscharacte

3、rizationGuoHaiqiang，FengYiyu，FengWei(Tu~jinKeyLaboratoryofCompositeandFunctionalMaterials，DepartmentofMaterialsScienceandEngineering,T~mjinUniversity，Ttanjin300072，China)Abstract：Thest~fomtedc卸nanombes(CYr-SOsH)havebeenpreparedthoughacidificationandsulfonation．Thenthemflfonatedcarbo

4、nnanotubes／pol~e(ecr-sosr~pu)compositeshavebeen邵edbysolutionmixingmethoduSingpolyurethaneasmatrixmateria1．Themorphology,liresponsivenessandmechanicalpropertieswerecharacterizedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)，xenonlampanduniversaltensilemachine，~pectively．TheresultsshowedthatCNT-SO

5、3HcandisperseinPUuniformly．Thedeformationrecoverymteoflightresponsivenesscouldreach84．21％whenthemassfractionofCNT-SO3His2％．ThemechanicalpropertiesofCNT-SOsHarealsoimproved,theYoung’Smodulusincreasesto25．58MPa．Thecompositeswithlightresponsivenessandgoodmechanicalpropertiescanbeapplie

6、dinthefieldoflightaco．mtortoachievetheconversionfromlighttoheatandthentomechanicalenergy．Keywords：compositematerialss~fonatedcarbonnanotubes；polyurethane；lightresponsiveness；shapememorymaterials形状记忆高分子(sMP)是指具有初始形状的制品经形变吸收产生的热效应间接实现高分子材料的形状记。固定后，通过外界条件的刺激，又可使其恢复到原始形状的笔者将聚氨酯(P和磺化碳纳米管

7、C卜S03H)复合，制一类高分子材料。根据实现记忆功能的外界条件的不同，备了—种光致SMP，PU具有软段、硬段交替排列的嵌段结SMP可以分为热致SMP[”、光致SMP~ZJ、电致sMP口口化学构，—．琦殳由低聚物多元醇构成的链段称之为软段，而由二异致SMPN等。其中光致SMP因利用了光能特有的远程可控氰酸酯和扩链剂如二元醇、二元胺等构或的链段称为硬段。性、瞬时断口环保陛等优异的特f生受到了较多的关注。光致由于软、硬段之间的热力学不相容眭，使其体系发生微相分SMP大致可以分为两类圈：—是基于光响应分子的可逆光致离。其中硬段聚集成微晶区，起到物理交联点的作用，可作

8、异构化转变直接获得两种结构，使之具有形