納米碳管是由單層石墨烯和多層石墨烯卷曲而成的納米級別的管狀材料,具有極高的機械強度、化學(xué)穩(wěn)定性以及優(yōu)異的導(dǎo)電性和電池屏蔽性等特點,是一種高性能的復(fù)合填充材料。但是納米碳管化學(xué)惰性比較錢,表面缺少活性基團、分散性差、加工困難,限制了其應(yīng)用。因此如今很多工程師通過無機粉體分散劑對其表面進(jìn)行有機修飾改性,加入活性基團,提高它在體系中的與其它元素的相容性與分散劑,發(fā)揮其優(yōu)異的性能。
(納米碳管)
一、粉體分散劑對碳納米管表面修飾及改性
碳納米管表面功能化修飾主要分為有機修飾、機械修飾、無機包覆,但是目前采用比較多的方法是有機修飾及改性。
碳納米管有機修飾及改性主要有共價修飾、非共價修飾。
(1)碳納米管表面共價修飾
碳納米管表面共價修飾是在其管壁上通過化學(xué)反應(yīng)引入新的共價鍵來優(yōu)化碳納米管的性能,包含的主要反應(yīng)有氧化反應(yīng)、自由基加成、電化學(xué)反應(yīng)、熱化學(xué)反應(yīng)等。氧化反應(yīng)是通過化學(xué)方法在碳納米管表面引入極性較大的羧基或羥基,從而使碳納米管材料表面具有活性基團,再通過共價交聯(lián)反應(yīng)來引入不同的功能基團。
(碳納米管表面共價修飾示意圖)
(2)碳納米管非共價修飾
碳納米管非共價修飾是指不在其表面引入共價化學(xué)鍵來進(jìn)行修飾,而是通過非共價鍵作用來實現(xiàn)。包括物理吸附和表面包覆, 非共價相互作用包括色散力、氫鍵、偶極偶極作用力、π-π堆積作用、親疏水作用等。碳納米管中的碳原子均是SP2雜化,形成高度離域化的π電子可與其他富含π電子的化合物通過π-π堆積作用得到修飾的碳納米管。
(接枝聚苯乙烯改性多壁碳納米管SEM 圖)
非共價修飾不僅可以在碳納米管表面引入聚合物,還包括在碳納米管表面引入粉體分散劑,進(jìn)而改變其表面活性。粉體表面分散劑包含兩部分,分別為親油端和親水端。
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非共價修飾優(yōu)點是:得到的碳納米管是結(jié)構(gòu)完整的,可以保留其原有的性質(zhì)。
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標(biāo)簽:粉體分散劑,納米碳管分散劑,表面改性劑
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