学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料的研究

作　者: 王俊超
导　师: 孙宁
学　校: 五邑大学
专　业: 应用化学
关键词: 碳纳米管超支化聚氨酯复合材料性能研究修饰
分类号: TQ127.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 17次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料不仅具有超支化聚合物的结构特点,同时具有碳纳米管的优良性能,在许多方面具有重要的应用前景。其中碳纳米管的共价修饰方法包括直接接枝法("Grafting to’法)和间接生长法("Grafting from"法)。本文首次采用直接接枝法,把不同代数的超支化聚氨酯共价接枝到碳纳米管上，制备出不同代数超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料,并对他们的结构与性能进行了研究,探索其结构与性能之间的关系。主要工作如下：1、超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备研究首先,以异佛尔酮二异氰酸酯和二乙醇胺为原料,采用偶合单体法,通过测定反应体系中的NCO值,对反应进行控制,得到了不同代数的超支化聚氨旨(HBPU-X,其中X为产品代数),反应产物为无色透明液体,经分离提纯得白色粉末。其次,将多壁碳纳米管用强氧化性酸处理后,得到表面带有羧基的多壁碳纳米管(MWNT-COOH);然后与氯化亚砜反应,得到酰氯化的多壁碳纳米(MWNT-SOCl2)；所得产物与二元醇反应得到表面带有羟基的改性碳纳米管(MWNT-OH)；最后,羟基的改性碳纳米管再与异佛尔酮二异氰酸酯反应,得到表面带有异氰酸酯基团的功能化碳纳米管(MWNT-NCO).利用MWNT-NCO和HBPU-X反应,得到一系列超支化聚氨酯接枝的多壁碳纳米管(M-HBPU-X),反应产物为黑色混合液,经分离提纯得到黑色粉末。全部产品通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、激光共焦显微拉曼光谱(Raman)表征。结果表明：产品为超支化聚氨酯接枝的多壁碳纳米管。2、M-HBPU.X的结构与性能研究采用TG和DSC分别对产物的结构和热性能进行了研究。结果表明：随着代数的增加,HBPU的接枝量逐渐减少,第四代的接枝量最少；随着代数的增加,HBPU的Tg逐渐变大,由91.9℃上升到115.2℃；随着M-HBPU-X加入量的增加,HBPU的Tg逐渐变大,当加入量逐渐增大后,增幅变小；采用可见分光光度计和电导率仪分别对分散性和电学性能进行了研究。结果表明：和MWNT在溶液中的分散性相比,M-HBPU-X更易分散；并且M-HBPU-X在不同溶剂中的分散性不同,和非极性溶剂二甲苯中的分散性相比,其在极性溶剂DMF、DMSO更易分散；当M-HBPU-2的加入量增加时,分散液的导电性能升高幅度逐渐变大,当加入量大于0.7%时,导电性能基本上保持不变。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-30
  1.1 超支化聚合物概述  11-13
    1.1.1 超支化聚合物的特点  12
    1.1.2 超支化聚合物的应用  12-13
    1.1.3 超支化聚氨酯的合成  13
    1.1.4 超支化聚氨酯的应用  13
  1.2 碳纳米管概述  13-17
    1.2.1 碳纳米管的结构  14
    1.2.2 碳纳米管的制备  14-15
    1.2.3 碳纳米管的性能  15-17
  1.3 碳纳米管的修饰  17-26
    1.3.1 碳纳米管的非共价修饰  17-19
    1.3.2 碳纳米管的共价修饰  19-21
    1.3.3 碳纳米管的超支化聚合物共价修饰  21-26
  1.4 聚合物/碳纳米管复合材料的制备方法  26-27
    1.4.1 溶液共混法  26
    1.4.2 熔融混合法  26
    1.4.3 原位聚合法  26-27
    1.4.4 其他方法  27
  1.5 课题的目的、意义、内容和创新点  27-30
    1.5.1 目的和意义  27-28
    1.5.2 研究内容  28-29
    1.5.3 创新点  29-30
第二章实验部分  30-35
  2.1 实验原料及设备  30-31
  2.2 多代超支化聚氨酯的合成  31-32
  2.3 超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备  32
  2.4 表征及测试  32-35
    2.4.1 NCO值的测定  32-33
    2.4.2 羟值的测定  33-34
    2.4.3 FT-IR表征  34
    2.4.4 拉曼谱图表征  34
    2.4.5 热性能分析测试  34
    2.4.6 分散性能分析测试  34
    2.4.7 SEM形貌分析测试  34-35
第三章超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备与表征  35-45
  3.1 超支化聚氨酯的制备  35-38
    3.1.1 超支化聚氨酯的合成  35-36
    3.1.2 HBPU的相关理论计算  36-38
  3.2 超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备  38-41
    3.2.1 羟基化碳纳米管的制备  38-39
    3.2.2 超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料的制备  39-41
  3.3 超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料的表征  41-44
    3.3.1 FT-IR谱图表征  41-42
    3.3.2 Raman分析  42-44
  3.4 本章小结  44-45
第四章超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料的性能研究  45-61
  4.1 超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料的热性能研究  45-49
    4.1.1 热重分析  45-46
    4.1.2 玻璃化转变温度分析  46-49
  4.2 超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料的分散性研究  49-57
    4.2.1 分散性条件研究  49-51
    4.2.2 同一代数产品分散性研究  51-54
    4.2.3 不同代数产品分散性研究  54-56
    4.2.4 产品分散性外观分析  56-57
  4.3 超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料的SEM形貌分析  57-59
  4.4 超支化聚氨酯/碳纳米竹复合材料的电学性能分析  59-60
  4.5 本章小结  60-61
第五章结论  61-62
参考文献  62-70
攻读硕士期间发表的学位论文  70-71
致谢  71-72

超支化聚氨酯/碳纳米管复合材料的研究

内容摘要

全文目录

相似论文