[發明專利]一種高分子修飾碳納米管的制備方法及其應用

無效

• 申請號: 200610028987.3
• 申請日: 2006-07-14
• 公開（公告）號: CN101104512A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 王國建;屈澤華;劉琳;郭建龍;李巖
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;C08F292/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 吳林松

1.一種高分子修飾碳納米管的制備方法，其特征在于：通過分子設計，利用原位聚合方法將帶有羥基的改性碳納米管與馬來酸酐和帶雙鍵的化合物反應制備帶有馬來酸酐鏈段的聚合物功能化的碳納米管。

2.根據權利要求1所述的高分子修飾碳納米管的制備方法，其特征在于：包括：

將碳納米管原料以0.1～100重量比與強氧化性酸混合，用0～100kHz超聲處理0.1～100h后加熱20～200℃，反應0.5～100hr，以濾膜抽濾，反復洗滌多次至中性，真空干燥后得到酸化的碳納米管；

取經上述酸化碳納米管1重量份和二氯亞砜1～100重量份，20～160℃下攪拌回流5～100h；過濾并用四氫呋喃反復洗滌除去酰化劑，得到酰氯化的碳管；取酰氯化的碳管1重量份與二元醇或多元醇1～50重量份混合，加熱至0～200℃，磁力攪拌冷凝回流1～60h；然后抽濾，反復洗滌，真空干燥，得到表面帶有羥基的碳納米管；

將經過上述步驟獲得的羥基碳納米管與馬來酸酐以重量比20/1～1/100混合，于0～120℃反應2～120h，可加催化劑加速反應，經過濾，洗滌，真空干燥，得到表面帶有雙鍵基團的功能化碳納米管；然后帶有雙鍵基團的碳納米管1g～10g與含有雙鍵的物質1～100g重量比混合，氮氣保護下，加入反應物總重量0.1％～2.5％的過氧化苯甲酰或者偶氮二異丁腈，在50～80℃進行自由基聚合，使帶有馬來酸酐鏈段的聚合物通過化學反應連接在碳納米管的外表面。

3.根據權利要求2所述的高分子修飾碳納米管的制備方法，其特征在于：所述強氧化性酸選自0.1～70％硝酸、0.1～100wt％硫酸、1/100～100/1摩爾比硝酸和硫酸混合溶液、1/100～100/1摩爾比高錳酸鉀和硫酸混合溶液、1/100～100/1摩爾比高錳酸鉀和鹽酸混合溶液、1/100～100/1摩爾比高錳酸鉀和硝酸混合溶液、1/100～100/1摩爾比H₂O₂和硫酸混合溶液、1/100～100/1摩爾比H₂O₂和鹽酸混合溶液或者1/100～100/1摩爾比H₂O₂和硝酸混合溶液。

4.根據權利要求1或2所述的高分子修飾碳納米管的制備方法，其特征在于：所用的碳納米管包括單壁、雙壁和多壁碳納米管。

5.根據權利要求2所述的高分子修飾碳納米管的制備方法，其特征在于：所述含有雙鍵的物質包括苯乙烯，硝基苯乙烯，醋酸乙烯，磺化苯乙烯，丙烯酸，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，丙烯腈。。

6.根據權利要求2所述的高分子修飾碳納米管的制備方法，其特征在于：所述的溶劑包括二甲苯、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、N，N-二甲基乙酰胺、四氫呋喃、丁酮、苯、甲苯、氯代苯、或者它們的混合物。

7.根據權利要求2所述的高分子修飾碳納米管的制備方法，其特征在于：所述催化劑包括對甲苯磺酸、濃硫酸、苯磺酸、硼酸、磷酸、亞磷酸鈉、亞磷酸胺、金屬碘化物、碳酸鋰、亞磷酸三壬苯酯、亞磷酸三苯酯、亞磷酸三(2，4-二叔丁苯基)酯，硫磺、4，4-二(6-叔丁基-間甲苯基)硫酚、壬苯基二硫酚低聚物、叔戊苯基二硫酚低聚物、二丁基二硫代氨基甲酸鎳。

8.權利要求1至7中任一所述方法制備的高分子修飾碳納米管的應用，其特征在于：將其添加到復合材料中改善碳納米管與其他材料的相容性，從而最大限度的發揮碳納米管的優勢。