论文题目: 碳纳米管的高分子修饰及其性能
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料物理与化学
作者: 李学锋
导师: 官文超
关键词: 碳纳米管,聚合物修饰,润滑添加剂,微摩擦,光阻隔,电磁性能
文献来源: 华中科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 碳纳米管（CNTs）自问世以来,以其独特的物理结构,优异的机械力学性能和广阔的应用前景受到人们的广泛关注,但因为它不溶解不熔融而不易加工,同时作为一种纳米材料极易发生团聚,使其进一步开发与应用受到很大的限制。从结构上来看,由sp2碳原子组成的CNTs 可以被视为线性富勒烯分子,每个碳原子的一个垂直于骨架平面的p 轨道形成高度离域化的大π键,能与含有π电子的化合物通过π-π非共价键作用相结合,得到化学修饰的CNTs。本文采用分子设计的方法,利用大分子的官能团反应制备聚乙二醇/碳纳米管（PEG/CNTs）和光敏性环氧丙烯酸酯/碳纳米管（EA/CNTs）;通过紫外光和热引发自由基聚合制备聚丙烯酰胺/碳纳米管（PAM/CNTs）,聚乙烯醇/碳纳米管（PVA/CNTs）,聚苯乙烯/碳纳米管（PSt/CNTs）,反式聚异戊二烯/碳纳米管（TPI/CNTs）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/碳纳米管（ABS/CNTs）,七种CNTs 高分子衍生物。采用红外光谱（FTIR）、紫外-可见光光谱（UV-vis）和荧光发射光谱（Fluorescence）等对CNTs 高分子衍生物进行了结构表征,证明利用高分子反应方法可以实现对CNTs 的高分子修饰;透射电子显微镜（TEM）分析了CNTs 高分子衍生物在溶液中的形貌,除乳液聚合制备的PSt/CNTs 的微观形貌为小于100nm 的微球连接数百纳米长的微管,其它CNTs 高分子衍生物均为聚合物包裹在CNTs 外部,在管端头有较多聚合物聚集。PEG/CNTs、PAM/CNTs、PVA/CNTs 及PSt/CNTs 四种CNTs 高分子衍生物可方便的分散于水中,这一方面得到了可溶性CNTs,为化学工作者进一步深入研究CNTs 打开方便之门,另一方面可得到具有特定功能的CNTs 高分子衍生物,使其成为名副其实的最有前途的材料。采用四球摩擦试验机分别对PEG/CNTs、PAM/CNTs、PVA/CNTs 水溶液和PSt/CNTs 乳液及水溶性减磨剂壬基酚聚氧乙烯醚磷酸锌（OPZ）与CNTs 高分子衍生物的复合液,用作水基润滑液的摩擦学行为进行了研究。PEG/CNTs 和PAM/CNTs 的添加量分别在0.5%和0.3%时,对应最小磨斑直径D30200为0.68mm 和0.62mm;PVA/CNTs 水溶液和PSt/CNTs 乳液与OPZ 润滑添加剂复配后,两种添加剂的添加量分别在0.25%和1.0%时,对应最小磨斑直径D30400为0.38mm 和0.36mm,最大极压值分别为610N 和680N,显示了较好的减磨效果和润滑性能;润滑液的极压性能与CNTs 高分子衍生物的添加量有直接关系,浓度过大时,
论文目录:
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 碳纳米管的研究进展
1.3 聚合物/碳纳米管的研究进展
1.4 纳米材料在摩擦学中的研究进展
1.5 本文的研究目的和主要内容
2 聚乙二醇/碳纳米管的制备及其摩擦行为
2.1 引言
2.2 实验部分
2.3 结果与讨论
2.4 本章小结
3 聚丙烯酰胺/碳纳米管的制备及其摩擦学行为
3.1 引言
3.2 实验
3.3 结果及讨论
3.4 本章小结
4 聚乙烯醇/碳纳米管的制备及其摩擦行为
4.1 引言
4.2 实验
4.3 结果及讨论
4.4 本章小结
5 聚苯乙烯/碳纳米管乳液作水溶性润滑添加剂的研究
5.1 引言
5.2 实验
5.3 结果及讨论
5.4 本章小结
6 碳纳米管高分子衍生物的润滑机理讨论
6.1 碳纳米管高分子衍生物的润滑性能
6.2 碳纳米管高分子衍生物的滚动润滑机理
6.3 碳纳米管高分子衍生物滚动润滑模型的意义
7 环氧丙烯酸酯/碳纳米管紫外光固化涂层的制备及性能
7.1 引言
7.2 环氧丙烯酸酯/碳纳米管紫外光固化涂层的制备
7.3 环氧丙烯酸酯/碳纳米管紫外光固化涂层的性能
7.4 本章小结
8 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/碳纳米管及反式聚异戊二烯/碳纳米管复合材料的制备与电磁性能
8.1 引言
8.2 反式聚异戊二烯/碳纳米管复合材料的制备及表征
8.3 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/碳纳米管复合材料的制备及表征
8.4 反式聚异戊二烯/碳纳米管及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/碳纳米管复合材料的导电性能
8.5 反式聚异戊二烯/碳纳米管及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/碳纳米管复合材料的电磁吸波性能
8.6 本章小结
9 全文总结
9.1 本论文主要研究结果
9.2 本论文的创新之处
致谢
参考文献
附录1 攻读博士期间完成的主要论文
附录2 主要缩写词表
发布时间: 2006-04-05
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