高分子功能化碳纳米管及其制备方法

摘要

本发明提供一种高分子功能化碳纳米管，其中，高分子含量为30-95wt％。采用碳纳米管表面共价接枝高分子的方法制备得到，是将乙烯基修饰的碳纳米管在乙腈、功能单体、交联剂和引发剂偶氮二异丁腈中进行沉淀聚合反应，修饰高分子，所述功能单体是甲基丙烯酸，丙烯酸，苯乙烯，乙烯基磷酸二甲酯，乙烯基咪唑，乙烯基吡啶，丙烯酰胺，异丙基丙烯酰胺，丙烯腈和丙烯酸羟乙酯中一种；所述交联剂是乙二醇二甲基丙烯酸酯，二乙烯基苯和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺中一种；从而制备了一系列不同组成的高分子功能化的碳纳米管。本发明制备方法高分子修饰的量大，反应迅速，高分子层厚度均一、可控，适用于一系列乙烯基功能单体。

主权项

一种高分子功能化碳纳米管的制备方法，该高分子功能化碳纳米管由高分子与碳纳米管共价连接构成，其中，高分子含量为30‑95wt％；先将羟基化碳纳米管与3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基‑2‑甲基‑2‑丙烯酸酯反应，分离纯化，获得乙烯基修饰的碳纳米管；然后，将乙烯基修饰的碳纳米管在乙腈、功能单体、交联剂和偶氮二异丁腈中沸腾状态下反应，进行表面引发的聚合反应，修饰高分子层，从而获得高分子功能化碳纳米管，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)制备乙烯基修饰碳纳米管：将一定量羟基化碳纳米管超声分散于无水乙醇，其中羟基化碳纳米管与乙醇的质量比为1:200‑1:20，加入3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基‑2‑甲基‑2‑丙烯酸酯，其中3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基‑2‑甲基‑2‑丙烯酸酯与乙醇的体积比为1:400‑1:40，在60℃条件下搅拌24h，离心洗涤干燥得乙烯基修饰的碳纳米管；步骤2)碳纳米管的高分子功能化：称取一定量步骤1)制得的乙烯基修饰的碳纳米管分散于乙腈中，其中乙烯基修饰的碳纳米管与乙腈的质量比为1:500‑1:50，超声30min，加入功能单体、交联剂、偶氮二异丁腈，其中功能单体与交联剂的体积比为1:3‑3:1，偶氮二异丁腈的质量为功能单体与交联剂质量之和的1‑2wt％，用加热套加热至沸腾，反应时间40‑120min，蒸出一定量溶剂，蒸出的溶剂体积与加入的乙腈体积之比为1：8‑3:4，离心洗涤，在40℃真空烘箱干燥24h，至此得到高分子功能化碳纳米管。