碳纳米管表面的氨基化修饰及其聚脲基纳米复合材料的制备和力学性能研究

设计了一种碳纳米管表面氨基化修饰及其聚脲基纳米复合材料的分子设计和制备方法。首先，通过混酸氧化处理得到羟基化碳纳米管；其次，以原位聚合法，通过聚丙烯酸中羧基和碳纳米管表面羟基的酯化反应，将聚丙烯酸接枝到碳纳米管表面；最后，通过接枝聚丙烯酸和端氨基聚醚D-400的酰胺化反应，在碳纳米管表面实现氨基官能化修饰。将氨基修饰的碳纳米管均匀分散在端氨基聚醚固化剂混合物中，进而与端异氰酸根预聚物组分反应得到碳纳米管/聚脲基纳米复合材料。经测试可知，氨基化碳纳米管质量分数为0.7%时，在聚脲基体中分散比较均匀，且聚脲的拉伸强度比原始碳纳米管修饰的聚脲增加了40%。     

细乳液原位聚合法制备聚苯乙烯非共价修饰的碳纳米管

用细乳液原位聚合方法合成了聚苯乙烯/碳纳米管复合乳液,在用于聚合的单体中加入5%的交联剂二乙烯苯,使得部分聚苯乙烯通过交联缠绕固定在碳纳米管表面.乳液中碳纳米管表面负载有聚苯乙烯纳米微球或纳米薄膜.破乳后得到的复合材料在除去游离态的聚苯乙烯后,仍有部分聚合物因交联缠绕作用而存在于碳纳米管表面,使碳纳米管可均匀地分散于甲苯溶剂中.该方法解决了非共价修饰中聚合物和碳纳米管之间的结合力问题.     

聚(对氯甲基苯乙烯)接枝纳米氧化硅的制备与表征

表面接枝聚合物修饰可以明显降低无机纳米粒子的表面极性，提高其与聚合物基体的相容性及分散稳定性，从而显著提高聚合物基无机纳米复合材料的机械强度和耐热性能等．在表面接枝聚合物修饰方法中，无机纳米粒子表面引发原子转移自由基聚合反应是其中最为有效的方法．本文所制备的聚(对氯甲基苯乙烯)接枝纳米氧化硅，表面具有大量最常用的原子转移自由基聚合引发基团-氯苄基，可以作为一种大表面引发原     

从芳香性碳-碳双键的反应特性阐述碳纳米管功能化修饰

 纳米材料的功能化修饰构成了现代纳米技术的重要组成部分。作为纳米材料的成员之一,碳纳米管不易分散或溶解于任何溶剂。为了改善碳纳米管的分散/溶解性能,对其进行必要的化学修饰是可行的途径。构成碳纳米管的芳香性碳-碳双键是其功能化修饰主体。利用有机化学碳-碳双键反应的基本理论知识,能指导碳纳米管的修饰,并可预测碳纳米管的形貌及电子性能改变规律。而碳纳米管的功能化修饰成果,也有助于增强难溶有机化合物的碳-碳双键反应特性和规律的理论基础。本文从近年的科研成果出发,从结构-性能角度深入探讨了不同修饰方法对碳纳米管形貌及结构的影响。基于碳-碳双键的加成反应有效保持了原始碳纳米管的形貌,更有利于修饰碳纳米管的广泛应用。     

聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料的制备与性能

用原位无皂乳液聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯/钠基蒙脱石(PMMA/MMT)、聚甲基丙烯酸甲酯/硅溶胶(PMMA/SiS)二元纳米复合材料,以及聚甲基丙烯酸甲酯/钠基蒙脱石/硅溶胶(PMMA/MMT/SiS)三元纳米复合材料.用凝胶液相色谱、小角X射线衍射、差热分析、热重分析以及拉伸测试探讨了纳米粒子种类、用量对聚合物组成、热稳定性和拉伸性能的影响.纳米粒子的加入使PMMA的分子量分布变宽.当纳米组分含量适当时,PMMA的热稳定性和拉伸强度得到增强,且三元纳米复合材料具有比二元纳米复合材料更好的热稳定性和更大的拉伸强度.     

多羟基超支化聚(胺-酯)修饰多壁碳纳米管

通过原位酯交换聚合反应,在多壁碳纳米管(MWNTs)表面接枝多羟基超支化聚胺-脂取得成功.分步产物的结构用FTIR进行了表征,TGA确定了修饰类型为共价接枝,SEM观察到MWNTs改性前后的形貌变化,并首次采用化学滴定方法确定了接枝在碳纳米管上的超支化聚合物的平均代数.接枝修饰后的MWNTs在水、乙酸乙酯等常见溶剂中的分散能力明显提高.     

聚糠醇/碳纳米管复合材料制备及在树脂砂中的应用

通过反应对碳纳米管进行表面修饰,制备了聚糠醇/碳纳米管复合材料。对复合材料进行了FTIR,SEM分析,研究了不同配比复合材料对树脂砂抗拉强度的影响。结果表明:表面修饰后的碳纳米管加到聚糠醇中,聚糠醇固化后树脂砂的抗拉强度明显上升,当修饰糠醇的碳纳米管量达到0.8%,树脂砂的抗拉强度最好。     

碳纳米材料的表面烷基化修饰

碳纳米材料在聚合物基体中的分散性是制备良好性能聚合物/碳纳米材料的关键所在。Friedel-Crafts反应可以对碳纳米材料进行表面修饰,通过接枝或者吸附达到＂原位＂增聚合物/碳纳米复合材料的目的,有望改善碳纳米材料与聚合物基体的界面情况。     

碳纳米管的表面修饰及性能研究

通过原子转移自由基聚合法(ATRP)在碳纳米管表面接枝聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA),得到 表面修饰的碳纳米管(MWNT-g-PDMAEMA),进一步与二茂铁甲酸反应,成功制备了碳纳米管复合材料(MWNT g-PDMAEMA/C11H10O2Fe).详细研究了碳纳米管复合材料(MWNT-g-PDMAEMA/...     

纳米ZnO对PET的力学性能影响

在PET中添加不同质量分数的纳米ZnO粒子,通过原位聚合反应得到纳米ZnO/PET复合材料.利用力学性能测试仪研究了该复合材料的力学性能,并利用透射电子显微镜对比观察了复合材料中纳米颗粒的分散情况.讨论了不同质量分数的纳米ZnO粒子对PET的力学性能影响.简单阐述了纳米ZnO粒子增强增韧PET材料的机理.     

7tBA／PtBA133-b—PS20／MWNT纳米复合材料的合成及性能

通过原子转移自由基聚合（ATRP）方法，制备了一组不同Ps嵌段长度的聚丙烯酸叔丁酯-b-聚苯乙烯（PtBA113-b—PSn）两亲性嵌段聚合物，研究发现，Ps嵌段聚合度较小的PtBAl33-b—PS。嵌段聚合物可以在乙醇中有效地分散多壁碳纳米管（MWNT）．以此嵌段聚合物作为分散剂首先在乙醇中分散MWNT，得到不同MWNT含量的均相溶液，然后与特定分子量的PtBA均聚物进行溶液共混，制备了一组不同MWNT含量的PtBA／MWNT纳米复合材料．透射电镜（TEM）观察表明嵌段聚合物分散的MWNT在乙醇溶液中几乎呈单根分散状态．利用偏光显微镜（PLM）对不同MWNT含量的复合材料中MWNT的分散状态进行观察表明，MWNT在PtBA基体中分散均匀，相容性良好，没有明显的团聚现象发生．用动态热机械分析（DMTA）对所得材料的力学性能和热性能进行了表征，结果表明，随着复合材料中MWNT含量的增加，材料的弹性模量逐渐增大，同时玻璃化转变温度也有显著提高．     

聚苯乙烯改性纤维素纳米晶体对聚甲基丙烯酸甲酯热稳定性的增强作用

采用原子转移自由基聚合(SI-ATRP)在纤维素纳米晶体(CNC)表面接枝聚苯乙烯,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)对改性前后的纤维素纳米晶体的化学结构和热稳定性进行了研究。测试结果表明,聚苯乙烯可成功地接枝到纤维素纳米晶体的表面; 纤维素纳米晶体的热分解温度由150 ℃上升到220 ℃,改性后纤维素纳米晶体的热稳定性得到提高。采用溶液浇铸法制备聚甲基丙烯酸甲酯/纤维素纳米晶体复合材料(PMMA/CNC),并利用TGA、透光率测试对复合材料热稳定性和透光率进行了研究。结果表明,当温度达到350 ℃时,PMMA/CNC的热分解温度比纯PMMA提高了近150 ℃, CNC的加入量为1%时,复合材料的透光率为89%,接近纯PMMA的透光率(91%)。聚苯乙烯改性纤维素纳米晶体可用于在保持PMMA透明性的前提下更好地改善PMMA复合材料的热稳定性。     

PMMA/MMT纳米复合材料的制备及其表征

采用本体聚合方法制备PMMA/MMT纳米复合材料,其中蒙脱土已被十六烷基三甲基溴化铵进行有机化改性.所得的复合材料经XRD、紫外可见分光光度计、热变形维卡软化点、DMTA等测试结果表明:蒙脱土在PMMA基体中达到纳米分散,在不改变材料透光度的情况下,其耐热性能、玻璃化转变温度提高了10℃.     

碳纳米管增强环氧树脂基复合材料的制备及其力学性能

通过对多壁碳纳米管进行表面处理,用超声分散和模具浇注成型法制备了碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料。研究了碳纳米管含量和表面处理对碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能和断面形貌的影响,分析了碳纳米管对环氧树脂的增强机理。结果表明,随着碳纳米管含量的增加,碳纳米管/环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度及模量先增加后减小;当碳纳米管的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别达到最大值69.8MPa、136.9MPa和3.72GPa,比纯环氧树脂提高了33.9%、29.3%和4.8%;当碳纳米管的质量分数为1.5%时,拉伸模量达到最大值2050.5MPa,比纯环氧树脂提高了7.3%。     

甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土纳米复合材料的研究

用烷基铵盐和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)对钠基蒙脱土进行有机化处理,采用二次插层法制备有机蒙脱土.X射线衍射(XRD)表明有机阳离子同钠离子发生离子交换作用,导致层间距扩大.采用本体聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,测试了光学性能、力学性能、热稳定性.通过721分光光度计I、R、AFM、XRD、DMTA等手段研究了结构与性能,并与纯PMMA进行了对比.实验结果表明:PMMA可以插层于蒙脱土片层之中,得到共混物的透光率与纯PMMA相当,玻璃化温度比纯PMMA提高了约十几度.     

聚丙烯/蒙脱土复合材料的热氧老化性能

用3种蒙脱土(原土、OMMT1、OMMT2)与聚丙烯分别熔融插层复合.经X射线衍射(XRD)分析表明,3种蒙脱土均与聚丙烯成功插层复合,制备出聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料.重点研究聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的热氧老化性能.结果表明,在聚丙烯材料中,添加少量蒙脱土不但可以提高材料的力学性能,而且明显改善材料的抗热氧老化性能.对3种PP/MMT复合材料热氧老化样品进行傅立叶红外(FTIR)分析和表面形貌观察,发现蒙脱土片层在聚丙烯中插层复合越充分(乃至剥离),其抗热氧老化效果就越明显.     

A Novel Polymethyl Methacrylate （PMMA）TiO2 Nanocomposite and Its Thermal and Photic Stability

A new kind of polymethyl methacrylate （PMMA）-TiO2 nanocomposite was synthesized through polymerization. The thermal and photic stability of this PMMA TiO2 nanocomposites were investigated. The as prepared samples were characterized by scanning electron microscopy （SEM）, UV-Vis spectroscopy, differential thermal analysis （DTA） and the photo-induced weight loss, The results show that the photostability of the PMMA-TiO2 nanocomposite is higher than that of the pure PMMA under UV-light irradiation, The weight loss of the pure PMMA reaches 30 % after 300 h UVirradiation, while the composite only 0.3% under the identical experimental condition. The glass transition temperature （TR） of pure PMMA is only 80℃, while the Tg of the composite reaches 258℃. Compared with pure PMMA, the thermal stability of the composite is greatly enhanced.     

Surfactant-decorated graphite nanoplatelets (GNPs) reinforced aluminum nanocomposites: sintering effects on hardness and wear

The exceptional properties of graphene make it ideal as a reinforcement to enhance the properties of aluminum matrices and this critically depends on uniform dispersion. In this study, the dispersion issue was addressed by sonication and non-covalent surface functionalization of graphite nanoplatelets (GNPs) using two types of surfactant: anionic (sodium dodecyl benzene sulfate (SDBS)) and non-ionic polymeric (ethyl cellulose (EC)). After colloidal mixing with Al powder, consolidation was performed at two sintering temperatures (550 and 620℃). The structure, density, mechanical and wear properties of the nanocomposite samples were investigated and compared with a pure Al and a pure GNPs/Al nanocomposite sample. Noticeably, EC-based 0.5wt% GNPs/Al samples showed the highest increment of 31% increase in hardness with reduced wear rate of 98.25% at 620℃, while a 22% increase in hardness with reduced wear rate of 96.98% at 550℃ was observed, as compared to pure Al. Microstructural analysis and the overall results validate the use of EC-based GNPs/Al nanocomposites as they performed better than pure Al and pure GNPs/Al nanocomposite at both sintering temperatures.     

聚乳酸/无机纳米粒子复合材料研究进展

 综述了近年来国内外关于聚乳酸/无机纳米粒子复合材料的研究和发展状况。研究表明将聚乳酸与无机纳米粒子通过复合改性,能够明显提高复合材料各方面的性能,从而扩展了聚乳酸的应用范围。聚乳酸/无机纳米复合材料分为两类,一类是层状硅酸盐无机纳米复合材料,另一类是无机纳米刚性粒子,主要包括二氧化硅、二氧化钛、氧化镁、氧化锌等氧化物。介绍了两类复合材料的制备方法,包括原位聚合法、共混法和溶胶凝胶法,阐述了无机纳米粒子的添加对聚乳酸力学性能、热稳定性能、结晶性能、降解性能、流变性能和气体阻隔性能的影响。未来的发展方向是希望通过加入具有一定特性的纳米粒子,制备出特定功能的聚乳酸无机纳米粒子复合材料。     

Effect of electrolytes on electrochemical properties of graphene sheet covered with polypyrrole thin layer

Graphene sheet (GS) was successfully covered with a polypyrrole (PPy) thin layer through in situ chemical oxidative polymerization of pyrrole monomers in aqueous solution by using GS as a support material and ferric trichloride as an oxidant. The resulting nanocomposite was studied by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and electrical measurements, including cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge/discharge experiment (GCD), and impedance spectroscopy (EIS). It has been found that the nanocomposite exhibited a typically curved and layer–like structure, and conformational change of PPy chains occurred due to the π–π stacking interaction between the graphitic structures in GS and aromatic rings of the PPy chains. More attention was paid to the effect of electrolytes on electrochemical properties of the nanocomposites, as expected, electrochemical performance was dependent on the nature of the electrolyte, and the neutral electrolytes containing alkali metal ions were found to be very suitable for GS/PPy nanocomposite. Compared with the pure PPy, the nanocomposite possessed larger specific capacitance and lower internal impedance, indicating that the nanocomposite can be a promising candidate as electrode material for supercapacitors.