碳纳米管-聚硅烷-聚苯乙烯复合材料的制备及性能研究

摘要

聚硅烷是一种主链由硅原子组成的高分子材料，依靠主链Si原子的电负性和空的3d轨道，形成了一个大的类似π电子共轭体系的σ电子共轭体系，赋予了聚硅烷独特的性质，从而使其成为极有前途的功能性材料，引起科研工作者广泛的研究兴趣。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来，将聚硅烷和碳纳米管有机结合起来进行实验研究，来解决碳纳米管的分散性问题，将开启碳纳米管应用的新篇章。
　　本论文首先利用Wurtz缩合法成功合成枝状聚硅烷和链状聚硅烷两类聚硅烷，并考察了反应溶剂、反应时间、单体配比、滴加速率、超声、助剂对反应的影响。
　　采用超声共混技术制备碳纳米管/聚硅烷复合材料，在制备过程中将经过纯化的碳纳米管与两类聚硅烷按照不同比例、不同条件进行共混，溶剂的选择是以能溶解聚硅烷及更好地分散碳纳米管为原则，碳纳米管和聚硅烷复合后，碳纳米管的分散性明显提高，同时也提高了聚硅烷的导电性。最后将碳纳米管/聚硅烷复合材料加入苯乙烯中，通过苯乙烯原位聚合制得碳纳米管-聚硅烷-聚苯乙烯复合材料，并对复合材料进行结构表征，对其导电、力学、热学等性能进行了测试，结果表明该复合材料在热学、电导率、抗冲击、聚合度等方面都有很大的提高。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 聚硅烷简介

1．2．1 聚硅烷的性质

1．2．2 聚硅烷的主要合成方法

1．3 碳纳米管简介

1．3．1 碳纳米管的结构

1．3．2 碳纳米管的制备及纯化方法

1．3．3 碳纳米管的主要性能及应用

1．4 物理共混法制备碳纳米管／聚合物复合材料的研究

1．5 本课题的研究内容

第2章 聚硅烷的合成

2．1 引言

2．2 实验药品与仪器

2．3 各类聚硅烷的合成

2．3．1 枝状聚硅烷的合成

2．3．2 链状聚硅烷的合成

2．4 聚硅烷的表征及讨论

2．4．1 聚硅烷的分子量分布

2．4．2 聚硅烷的红外表征

2．4．3 聚硅烷的紫外表征

2．4．4 聚硅烷的热失重分析

2．5 本章小结

第3章 碳纳米管／聚硅烷复合材料的合成

3．1 实验药品与仪器

3．2 碳纳米管／聚硅烷复合材料的制备

3．2．1 碳纳米管的纯化

3．2．2 共混溶剂的选择

3．2．3 物理共混法制备碳纳米管／聚硅烷复合材料

3．2．4 制备碳纳米管／聚硅烷复合材料的条件分析

3．2．5 碳纳米管／聚硅烷复合材料的红外表征

3．2．6 碳纳米管／聚硅烷复合材料的热重分析

3．2．7 碳纳米管／聚硅烷复合材料的形貌检测

3．3 本章小结

第4章 碳纳米管-聚硅烷-聚苯乙烯复合材料的研究

4．1 引言

4．2 实验药品与仪器

4．3 碳纳米管-聚硅烷-聚苯乙烯复合材料的制备

4．4 测试表征与结果讨论

4．4．1 复合物的红外表征

4．4．2 复合物的表面形态

4．4．3 复合物的热失重曲线

4．4．4 复合物的导电性能

4．4．5 复合物的抗冲击性能

4．4．6 复合物的分子量分布

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢