功能性离子液体修饰碳纳米管及其复合材料的制备与介电性能研究
在聚合物基介电复合材料的制备上，碳纳米管(CNTs)一直是应用最多的渗流型填料之一。离子液体(ILs)因为其优异的性能，成为近些年改性CNTs的研究热点。ILs所具备的丰富阴离子和接枝基团，也为CNTs在介电复合材料的应用上带来了新思路。对此做了以下研究: (1)ILs的结构和性质在很大程度上取决于阳离子和阴离子的选择。通过乙烯基咪唑型离子液体的阴离子交换获得了具有不同阴离子的离子液体。使用二乙烯基苯(DVB)作为交联剂，将三种具有不同阴离子的ILs包覆在碳纳米管的表面上。使用热塑性聚氨酯(TPU)作为基体聚合物材料和改性CNTs作为填料制备了几种介电复合材料。比较复合材料的性质，发现ILs携带的不同阴离子对复合材料的介电性能有显著影响。 (2)合成了一种带强极性基团氰基的ILs，在CNTs表面与DVB共聚形成核-壳结构杂化物，然后作为填料与环氧树脂混合分散制备具有高介电常数的复合材料。ILs在界面极化而增加介电常数方面起到了重要作用。此外，交联聚合物壳降低了介电损耗，这是电子器件的理想特性。 (3)制备了两种乙烯基咪唑型ILs，分别接枝有胺基和环氧基团。以共聚的形式将两种ILs引入到了CNTs表面，使得CNTs表面成功携带了氨基和环氧基团。然后制备了环氧树脂复合材料。因为ILs所携带的氨基和环氧基团，改性后的CNTs在环氧树脂基体内有良好的分散。此外，由于ILs中离子键和咪唑环的存在，填料与基体的界面极化效果增强了。两种复合材料表现出优异的介电性能。
复合材料;碳纳米管;离子液体;制备工艺;介电性能
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
陈广新
2019
中文
TM21;TM205.1
2019-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）