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摘要:本论文将等离子体诱导接枝和含氟高聚物修饰技术相结合，利用等离子体引发含氟单体在碳纳米管(CNTs)表面的接枝聚合，得到含氟聚合物膜包覆改性的功能化碳纳米管(f-CNTs)，并对热塑性聚氨酯弹性体(TPU)进行改性。结果表明，含氟聚氨酯综合了聚氨酯和含氟聚合物的优点，可显著提高TPU弹性体性能。与纯TPU弹性体相比，f-CNTs改性TPU弹性体的拉伸强度、断裂伸长率、冲击弹性、对水的接触角和对甘油的接触角和玻璃化转变温度分别提高了36 %、7 %、35 %、56 %、39 %、42 %；f-CNTs改性TPU弹性体使得其表面能降低了60 %。可见本文发展的CNTs氟功能化方法，有助于其在聚合物基体中的良好分散，所得f-CNTs有望成为高性能TPU弹性体的理想改性剂。5550
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关键词：碳纳米管；等离子体；氟化；改性剂；低表面能
Preparation and properties of CNTs/TPU composite materials
Abstract:The article researched how to combine the plasma-induced graft-modified and fluorine-containing polymer technology,the use of fluorine-containing monomers initiated by plasma carbon nanotubes(CNTs) surface graft polymerization, to obtain a fluorine-containing polymer film coated with a modified function carbon nanotubes(f-CNTs), and thermoplastic polyurethane elastomer(TPU)was modified.The results show that the fluorine-containing polyurethane combines the advantages of polyurethane and fluorine-containing polymer, can significantly improve the performance of TPU elastomers.Pure TPU elastomers, f-CNTs modi field elastomer TPU tensile strength, elongation at break, impact elasticity,the water contact tangle and the contact angle of glycerol and the glass transition temperature was increased by 36%, 7%, 35%, 56%, 39%, 42%; f-CNTs TPU elastomermodified so that it s surface canbereducedby60%.ThisvisibledevelopmentfluorinefunctionalizedCNTsmethodhelpsin the polymer matrix of the good dispersion of the resulting f-CNTs is expected to be ideal for high performance TPU elastomer modifier.
Key words: Carbon nanotubes; plasma; fluoride; modifier; low surface energy
目 录
1 绪论 1
1.1 碳纳米管 1
1.1.1 碳纳米管的结构 1
1.1.2 碳纳米管的性能 2
1.1.3 碳纳米管的用途 3
1.1.4 碳纳米管的侧壁功能化 4
1.2 等离子体技术 5
1.2.1 等离子体处理 5
1.2.2 等离子体聚合 6
1.2.3 等离子体接枝聚合 6
1.3 聚氨酯简介 6
1.3.1 聚氨酯结构 7
1.3.2 聚氨酯性能 7
1.4 CNTs/TPU复合材料概述 8
1.4.1 CNTs改性聚氨酯 8
1.4.2 功能化CNTs/改性聚氨酯 9
1.5 现有问题 9
1.6 选题依据 10
1.7 立题的目的和意义 11
1.8 研究内容和目标 11
1.9 创新性 11
2 实验部分 13
2.1 原料及试剂 13
2.2 实验方法 13
2.2.1 聚合物的等离子体成膜 13
2.2.2 聚合物在CNTs表面的等离子体诱导接枝聚合 13
2.2.3 聚合物修饰CNTs改性聚氨酯 14
2.3 分析表征方法 14
2.3.1 红外光谱仪 14
2.3.2 万能材料实验机 15
2.3.3 橡胶硬度计 16
2.3.4 接触角测量仪 16
2.3.5 动态机械力学性能测试仪 17
3 结果与讨论 19
3.1 含氟单体的等离子体聚合技术研究 19