含碳纳米管的聚合物复合材料研究进展.pdf

维普资讯 第2o卷第5期 高分子材料科学与工程 v。1．2O，N。．5 2004年 9月 POIYMER MATERIALSSCIENCEAND ENGINEERING Sept．2004 含碳纳米管的聚合物复合材料研究进展 陈 利，瞿美臻，王贵欣，张伯兰，于作龙 (中国科学院成都有机化学研究所 ，国家纳米科学中心，四川 成都 610041) 摘要 ：介绍 了近年来含碳纳米管的聚合物复合材料的研究状况，对直接共混法、原位聚合法和溶胶一凝胶 法三神制备含碳纳米管聚合物复合材料的工艺进行 了比较分析，指 出了含碳纳米管聚合物复合材料研 究中面临的一些问题 ，并探讨 了该类复合材料的发展方向。 关键词：碳纳米管；聚合物；复合材料 中圈分类号 ：TB383 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000·7555(2004)05—0046—04 自从 1991年碳纳米管 (CNTs)被发现 以 似的方法合成 了PVA／碳纳米管复合材料，类 来，其独特的结构和性能在科学界掀起了一个 似的例子还有很多，此处不再一一赘述。 研究热潮。由于碳纳米管与聚合物的结构相近， 总之 ，共混法简单易行 ，对碳纳米管体积分 又具有优 良的力学、电学等性能，将之与高分子 数等便于控制，但不易实现碳纳米管在聚合物 材料进行复合，能获得具有较高强度或导电性 中的均匀分散 ，对碳纳米管进行表面修饰 ，可以 能的纳米复合材料n ]，这些材料有望用于汽车 改善其在复合材料中的分散性。 制造、房屋建筑、电子制造业等重要产业。目前 1．2 原位聚合法 (在位分散聚合法) 这方面的研究已取得了一定的进展 。 此法是先将碳纳米管与聚合物单体均匀分 散 ，再引发单体聚合从而生成复合物材料的过 1 碳纳米管聚合物复合材料的制备方法 程 ，也有利用碳纳米管的兀键或其表面的官能 1．1 共混法 团参与聚合达到与有机相复合的目的。 该法是通过机械方式，或者通过溶液、乳 贾志杰 [93等将己内酰胺、胺基己酸一起放 液、熔融等形式直接将碳纳米管与基体聚合物 入反应器，聚合一段时间后再加入碳纳米管 ，最 共混 ，并利用碳纳米管上的官能团与有机相的 后得到了较高强度和韧性的复合材料 。JiaZ．J． 亲和力达到有机物与无机物复合的目的。 等[1们还用原位聚合法合成了PMMA／CNTs复 有人[3发现，超高分子量聚乙烯掺杂少量 合材料，实验显示，引发剂AIBN可以打开碳纳 碳纳米管后，其电阻率显著降低。I．Musa等H] 米管上的7c键 ，并参与MMA 的聚合，结果在 利用溶液共混的方法 ，将聚(3一辛基噻吩)溶解 碳纳米管与聚甲基丙烯酸甲酯之间形成了较强 于氯仿中，再与超声分散过的多壁碳纳米管共 的复合界面。 混，制得聚(3．辛基噻吩)／碳纳米管复合材料。 原位聚合法可以水相或油相为反应介质， P．Fournet等Is]利用类似 的方法制得 了Pm． 与共混法相比，该法可以较容易地实现碳纳米 PV／碳纳米管复合材料，J．Sandier等[6]也用该 管在复合材料中的均匀分散 ，而且聚合物一次 法制备了环氧树脂 ／碳纳米管复合材料。此外 ，