碳納米纖維的表面聚合物功能化.pdf

1、碳納米纖維與碳納米管相似，有著較多獨特的性能：諸如較高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，較強的機械性能等，所以碳納米纖維可以很好地應(yīng)用于聚合物添加劑材料、氣體存儲材料、燃料電池的電極以及催化劑載體等。但碳納米纖維在水或大多數(shù)有機溶劑中的難溶、難分散是顯而易見的，這就使得它與橡膠等有機物復(fù)合時難混入、難分散，大大限制了碳納米纖維在有機復(fù)合材料中的應(yīng)用。對碳納米纖維進行表面修飾，特別是在表面接枝聚合物，改善它在有機溶劑中的分散性具有很大的意義。 本

2、文利用能很好地控制聚合物接枝量和接枝密度的“接出來”方法，把具有很好生物降解性的聚ε-己內(nèi)酯通過ε-己內(nèi)酯單體的原位開環(huán)聚合接枝在碳納米纖維的表面。 首先先合成羥基功能化的碳納米纖維：主要是先對碳納米纖維原料進行酸化氧化處理得到表面帶有大量羧酸基團的碳納米纖維（CNF-COOH），然后用二氯亞砜將羧基轉(zhuǎn)化為活性更高的酰氯基團，再與過量的乙二醇反應(yīng)得到表面帶有羥基活性引發(fā)基團的碳納米纖維（CNF-OH），TGA測定CNF-OH中引

3、發(fā)基團羥基的密度為0.60 mmol g-1，它可以作為下一步反應(yīng)的大分子引發(fā)劑。 利用表面帶有羥基的碳納米纖維（CNF-OH），在催化劑辛酸亞錫的存在下，成功地引發(fā)了ε-己內(nèi)酯單體的原位開環(huán)聚合。通過控制單體與引發(fā)劑的投料比可以很簡單地控制接枝聚合物的含量從19.8 wt％到64.2 wt％不等，對于聚ε-己內(nèi)酯功能化的CNFs，Raman測試表明CNFs的D模強度變大，同時在1615 cm-1處出現(xiàn)了肩峰（我們稱之為D’模）

4、，它的強度隨著接枝量的增大而增強，但我們在Raman譜圖上沒有觀察到聚ε-己內(nèi)酯的Raman信號峰。SEM測試表明隨著接枝量的增大，棒狀結(jié)構(gòu)的CNFs變得不是很清楚，這主要是因為當(dāng)接枝量很大時（大于60 wt％），聚合物相變得連續(xù)，聚ε-己內(nèi)酯接枝的CNFs變得團簇在一起。在TEM圖上我們清晰地看到了以CNFs為核，聚ε-己內(nèi)酯為殼的核—殼型結(jié)構(gòu)。DSC和WAXD曲線上可以明顯看出聚ε-己內(nèi)酯接枝的CNFs與CNFs和聚ε-己內(nèi)酯共混物