纳米碳混杂W/O型Pickering乳液稳定剂的制备和性能

来源 :沈阳航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bloodsteven
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氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)和碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)是纳米碳材料的典型代表,拥有独特的构型和优异的力学、电学和热学等性能。将纳米碳材料作为增强体制备聚合物基复合材料,是开发结构功能一体化材料的有效手段。当前,以固体粒子作为稳定剂的Pickering乳液模板法是制备多孔复合材料的热点领域,稳定剂的润湿性和用量是影响Pickering乳液类型和稳定性的重要因素。本文以2-乙基-4-甲基咪唑(2-ethyl-4-methyl,2,4-EMI)为还原剂,通过水热反应将氧化石墨烯和碳纳米管混杂形成纳米碳混杂材料(GO/CNTs/EMI),利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和接触角测量等测试手段对其进行表征。以不同反应时间制备的碳纳米混杂材料(GO/CNTs/EMI-2h和GO/CNTs/EMI-10h)作稳定剂,分别制备水包油型(O/W)和油包水型(W/O)Pickering乳液。以苯乙烯(Styrene,St)为油相的W/O型Pickering乳液在聚合后得到纳米碳混杂聚苯乙烯(PS)多孔复合材料(GO/CNTs/PS),对其进行性能及微观形貌分析。结果表明,通过控制水热反应时间,可以形成结构和两亲性可控的纳米碳混杂稳定剂;通过调节稳定剂浓度、稳定剂组成、Pickering乳液体系pH值等影响因素,从而可以对W/O型Pickering乳液性能和稳定性进行调控。基于W/O型Pickering乳液聚合制备的多孔复合材料电导率和力学性能随稳定剂用量的增加而呈现不同的变化趋势。在纳米碳混杂稳定剂中GO与CNTs质量比为6:1时,初始GO浓度为6mg·mL-1条件下制备的多孔复合材料电导率最大;初始GO浓度为2mg·mL-1时,多孔复合材料的力学性能最优。
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