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碳纳米管(碳管,CNTs)具有优异的力学性能和化学稳定性,是复合材料的理想增强体,但是普通的碳管易团聚,与聚合物基体的界面结合力弱,限制了其在复合材料中的应用。为了改善碳管的分散性及其与聚合物基体的界面作用,我们制备了:一、轻度氧化和环氧树脂(EP)Epon 828接枝的共价功能化碳管(记为CNT-COOH和CNT-Epon 828);二、聚苯乙炔(PPA)和聚间-亚苯亚乙烯衍生物(PmPV)包裹的非共价功能化碳管;三、基于上述两类功能化的混杂功能化碳管,随后研究了各功能化碳管在有机溶剂中的分散性。最后,制备出功能化碳管/EP复合材料,研究不同种类的功能化碳管以及不同碳管添加量对复合材料力学性能的影响。主要结果如下:(1)实现碳管轻度氧化接枝的最佳实验条件是T=50℃,此时酸碱滴定得到碳管接枝的-COOH含量为0.001 mol/g。TGA分析表明Epon 828占CNT-Epon 828的质量百分比约为22%。拉曼光谱对纯化CNTs,CNT-COOH,CNT-Epon 828的分析表明,碳管通过氧化或环氧功能化后,有序度略有下降,缺陷则相对增加。本体聚合合成的PPA的结构为顺-反式结构。在30℃条件下真空干燥制得的PPA对碳管有良好的分散效果。(2)CNT-Epon 828在甲苯、四氯化碳中有一定的分散性,纯化CNTs/PPA在在四氢呋喃、氯仿、甲苯中有一定的分散性。CNT-COOH/PPA和纯化CNTs/ PmPV在甲苯中的分散性相当,静置一个多月不沉降。其次,在甲苯中分散由好至差的是CNT-Epon 828/PPA、CNT-COOH/ PmPV、CNT-Epon 828/PmPV、纯化CNTs/PPA、CNT-Epon 828、CNT-COOH、纯化CNTs。其中纯化CNTs/PPA和CNT-Epon 828在甲苯中的分散效果并不是很好,但是至少能保持30min不沉降。(3)和0.01 wt%和1 wt%的情况相比,碳管含量为0.1 wt%时,碳管/EP复合材料的力学性能最好。添加了碳管的EP的拉伸强度和弹性模量均比纯EP的高。和纯EP相比,CNT-Epon 828/PPA/EP、纯化CNTs/PmPV/EP和CNT-Epon 828/PmPV/EP的拉伸强度分别提高了24%、25%和22%,弹性模量分别增加了53%、49%和63%,伸长率增加了24%、21%和0%。和纯碳管/EP复合材料相比,拉伸强度分别增加了12%、12%和10%。可见,碳管经功能化处理以后,所制得的碳管聚合物复合材料的力学性能有明显的提高。