CNTs-TPU复合材料的制备与性能研究.docVIP

CNTs/TPU复合材料的制备与性能研究 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 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 fieldelastomer 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. 3.1.1 颜色变化19 3.1.2 红外光谱19 3.2 含氟等离子体诱导接枝聚合功能化CNTs研究20 3.2.1 目视法20 3.2.2 红外光谱21 3.3 CNTs的氟功能化效果评价22 3.3.1 力学性能22 3.3.2 表面性能25 3.3.3 热学性能29 3.4 氟功能化处理前后的CNTs改性TPU弹性体效果评价29 4 结 论31 4.1 含氟单体的等离子体聚合技术研究31 4.2 含氟等离子体诱导接枝聚合功能化CNTs研究31 4.3 含氟单体修饰CNTs改性TPU的效果评价31 致 谢32 参考文献33 1 绪论 1.1 碳纳米管 1991年，日本NEC公司的Iijima用高分辨透射电镜分析电弧放电产生的阴极沉积物时，发现了具有纳米尺寸的多层管状物，被称为碳纳米管[1] (Carbon Nanotubes，CNT)。研究表明，碳纳米管具有巨大的拉伸强度和很高的长径比，而且还具有优良的导电、导热性能等。碳纳米管优异的性能是由于其整体的