多壁碳纳米管的表面改性及其在水性聚氨酯体系中的应用

高 翠，曾晓飞，陈建峰

(北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室，北京 100029)

多壁碳纳米管的表面改性及其在水性聚氨酯体系中的应用

高 翠，曾晓飞，陈建峰

(北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室，北京 100029)

采用自制的硅烷类改性剂(s-PEG)对经过酸氧化的多壁碳纳米管(MWNTs)进行表面改性处理，并通过共混法制备了 MWNTs /水性聚氨酯(WPU)复合材料，研究了 MWNTs的添加对复合材料性能的影响。结果表明，改性剂s-PEG成功地包覆于MWNTs表面，形成了s-PEG壳层，包覆率约为25%。改性MWNTs (s-PEG-MWNTs) 的添加可以明显改善WPU复合材料的拉伸性能，当s-PEG-MWNTs的添加量为1%时，复合材料的拉伸强度和断裂伸长率比未添加MWNTs的材料分别提高了597%和152%。s-PEG-MWNTs在WPU基体中达到了良好的分散效果。此外，s-PEG-MWNTs的添加显著地增强了复合材料的导电性能。

多壁碳纳米管 表面改性 水性聚氨酯 复合材料

自1991年日本科学家Iijima[1]发现碳纳米管(Carbon nanotubes，CNTs)以来，CNTs因其特有的力学、电学和化学性能以及独特的准一维管状分子结构而成为人们所关注的焦点。将CNTs与聚合物复合，制备出具有特殊光、电、力学和阻燃性能的CNTs/聚合物复合材料，可以广泛地应用于建筑材料、航空材料以及生物医药等领域[2-7]。但是，由于CNTs表面能大，容易发生团聚，难以在聚合物基体中均匀分散，因此极大地制约了CNTs的应用。采用机械搅拌、超声处理、添加分散剂、表面修饰等方法，可以基本上解决CNTs在聚合物基体中的分散问题[8-11]。

聚氨酯(PU)由于其简单的成型工艺和优良的使用性能，被广泛应用于工业及日常生活中。……