，得到產(chǎn)物A。
[0027] 然后將0. 2克產(chǎn)物A與9. 8克PE混合，使用雙螺桿擠出機制備PE/CNT納米復(fù)合 材料G。其中共混溫度：190°C，螺桿L/D :40,螺桿轉(zhuǎn)速：80rpm。
[0028] 實施例2
[0029] 將1克MWCNT與0. 01克尼龍12 (PA12)混合均勾，在高速球磨機（1000 rpm)中處 理16小時。將處理完畢的MWCNT與未反應(yīng)的尼龍12分離，得到產(chǎn)物B。
[0030] 1克產(chǎn)物B與99克尼龍12混合，使用雙螺桿擠出機制備PA12/CNT納米復(fù)合材料 I。 共混溫度：195°C，螺桿L/D :40,螺桿轉(zhuǎn)速：50rpm。
[0031] 實施例3
[0032] 將1克MWCNT與2克PMMA分散于100克氯仿，使用高速乳化機（30000rpm)處理 12小時，除去溶劑與未反應(yīng)的PMMA，得到產(chǎn)物C。
[0033] 0. 5克產(chǎn)物C與9. 5克PMM混合，使用雙螺桿擠出機制備PMMA/CNT納米復(fù)合材料 J。 共混溫度：175°C，螺桿L/D :40,螺桿轉(zhuǎn)速：30rpm。
[0034] 實施例4
[0035] 將1克單壁碳納米管（SWCNT)與0· 5克PE混合，在高速球磨機（1000 rpm)中處理 12小時。將處理完畢的SWCNT與未反應(yīng)的PE分離，得到產(chǎn)物D。
[0036] 0. 001克產(chǎn)物D與9. 999克PE混合，使用雙螺桿擠出機制備PE/CNT納米復(fù)合材料 K。 共混溫度：200°C，螺桿L/D :40,螺桿轉(zhuǎn)速：lOOrpm。
[0037] 實施例5
[0038] 將1克MWCNT與1克PVDF分散于100克四氫呋喃，使用超聲（IKw)處理8小時。 除去溶劑與未反應(yīng)的PVDF，得到產(chǎn)物E。
[0039] 1克產(chǎn)物E與4克PVDF混合，使用雙螺桿擠出機制備PVDF/CNT納米復(fù)合材料L。 共混溫度：210°C，螺桿L/D :40,螺桿轉(zhuǎn)速：120rpm。
[0040] 對比例
[0041] 1克MWCNT使用文獻報道的濃酸氧化法處理，得到產(chǎn)物F。然后將0. 2克產(chǎn)物F與 9. 8克PE混合，使用雙螺桿擠出機制備PE/CNT納米復(fù)合材料H。其中共混溫度：190°C，螺 桿L/D :40,螺桿轉(zhuǎn)速：80rpm。
[0042] 對實施例和對比例做復(fù)合材料性能對比，如表一所示：
[0043] 表一復(fù)合材料性能對比
[0044]
[0045]
[0046] 作為對比，未添加 CNT的純聚合物的性能如表二所示：
[0047] 表二未添加 CNT的純聚合物的對比
[0048]
[0049] 從力學(xué)性能測試結(jié)果可以明顯看出，使用本發(fā)明所提供方法制備的改性CNT，能夠 大幅度提高聚合物的力學(xué)性能。比如，對于PE (樣品G)，僅0. 2%的添加量，其模量與強度 能分別提高65%與33%，并保持極佳的韌性。復(fù)合材料力學(xué)性能提升的主要原因是CNT的 均勻分散以及填料CNT與聚合物之間的相互作用。從樣品G斷面的FESEM(圖4)照片可以 看出，CNT呈單根狀態(tài)分散，且在低倍數(shù)下看分布很均勻。相對的，使用傳統(tǒng)酸化氧化法制 備的CNT，其對聚合物的增強效果很不明顯（對比樣品G與H)。而酸化氧化法操作流程復(fù) 雜且危險，本發(fā)明提供的方法優(yōu)勢十分明顯。
[0050] 另外，將1克CNT與1克聚乙烯（PE)混合均勻，在高速球磨機中（1000 rpm)處理 6小時。將處理完畢的CNT與未反應(yīng)的PE分離，并通過FTIR，TEM，TGA等手段表征。具體 結(jié)果見說明書附圖。從FTIR結(jié)果（附圖1)可以看出，處理之后CNT的FTIR圖譜中波數(shù) 2900/cm附近出現(xiàn)PE的吸收峰；TEM照片（附圖2)表明處理之后CNT管徑變大，且能夠觀 察到PE的存在；同時TGA分析（附圖3)表明處理之后的CNT在400°C左右開始熱降解，與 PE熱分解溫度基本一致，PE在CNT表面的接枝量約為27%。從上述結(jié)果明顯可以看出，使 用本發(fā)明的方法能夠簡便高效的在CNT表面接枝聚合物。
[0051] 本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1. 一種新型CNT表面處理方法，包括以下步驟：1)將CNT與聚合物按照比例1:2~100:1 (w/w)分散于溶劑中，或?qū)NT與聚合物按照比例1:2~100:1 (w/w)預(yù)先混合均勻； 2)接枝目標復(fù)合材料的基體聚合物：使用高能量物理手段對步驟1)中得到的混合物 進行處理：打斷聚合物分子鏈并打破CNT管壁產(chǎn)生自由基，通過自由基的耦合反應(yīng)使聚合 物分子鏈接枝于CNT表面，分離除去溶劑和未反應(yīng)的聚合物，得經(jīng)過表面處理的新型CNT， 記為產(chǎn)物A。2. 如權(quán)利要求1所述的新型CNT表面處理方法，其特征是：所述高能量物理手段是在 被加工物質(zhì)或其局部產(chǎn)生高溫、高壓、高速剪切或超聲空化的能量集中現(xiàn)象的手段，利用高 速加工手段中的能量以物理方式產(chǎn)生自由基或活性基團；所述高能量物理手段包括大功率 超聲、球磨、乳化處理手段。3. 如權(quán)利要求1所述的新型CNT表面處理方法，其特征是：所述CN T為多壁碳納米管 (MWCNT )、單壁碳納米管（SWCNT )，或雙壁碳納米管中的一種。4. 如權(quán)利要求2所述的新型CNT表面處理方法，其特征是：所述CNT是半徑為 lnm-200nm，CNT 長度 50nm-500 ym。5. 如權(quán)利要求1所述的新型CNT表面處理方法，其特征是：所述聚合物為PP、聚乙烯 (PE)、尼龍 12 (PA12)、PVC、PMMA 或 PVDF 中的一種。6. -種聚合物/CNT納米復(fù)合材料的制備方法，其特征是：將權(quán)利要求1中所述產(chǎn)物 A與聚合物樹脂混合，通過熔融共混或者溶液共混方式，制備得出聚合物/CNT納米復(fù)合材 料。7. 如權(quán)利要求5所述的聚合物/CNT納米復(fù)合材料的制備方法，其特征是：所述聚合物 /CNT納米復(fù)合材料中CNT的含量為0.0 l~20wt%。8. 如權(quán)利要求5所述的聚合物/CNT納米復(fù)合材料的制備方法，其特征是：所述步驟 (1)中的CNT可用石墨烯、碳纖維或碳納米纖維中的一種替代。
【專利摘要】一種新型CNT表面處理方法，包括以下步驟：1）將CNT與聚合物按照比例分散于溶劑中，或?qū)NT與聚合物按照比例預(yù)先混合均勻；2）接枝目標復(fù)合材料的基體聚合物：使用高能量物理手段對步驟1）中得到的混合物進行處理：打斷聚合物分子鏈并打破CNT管壁產(chǎn)生自由基，通過自由基的耦合反應(yīng)使聚合物分子鏈接枝于CNT表面，分離除去溶劑和未反應(yīng)的聚合物，得經(jīng)過表面處理的新型CNT。該方法僅在某些情況下需使用一定量的溶劑，無需其他任何試劑，即可完成CNT改性。由于在CNT表面接枝的是聚合物基體本身，因此改性CNT與基體相容性極佳。
【IPC分類】C08L27/16, C08K7/24, C08K9/00, C08L23/06, C08L77/02, C08K9/04, C08L33/12
【公開號】CN104945659
【申請?zhí)枴緾N201510375621
【發(fā)明人】殷明
【申請人】殷明
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月29日