高强度、高伸长率且性能稳定的碳纳米管(CNT)薄膜的制备是其应用研究领域的关键难题。本文采用具有反应条件温和、速度快、产率高、选择性高以及环境友好等特点的硫醇-烯烃点击反应技术化学改性化学气相沉积法(CVD)制备的CNT薄膜,使CNT薄膜巯基功能化以及在CNT管间形成柔性分子链网络,增加CNT间的相互作用和载荷转移能力,提高CNT薄膜的强度及其稳定性。具体研究内容如下:(1)碳纳米管(PCNT)薄膜的制备、表征及性能研究。以乙醇、丙酮、二茂铁和噻吩为原料,通过CVD浮动法制备碳纳米管薄膜(PCNT)。利用Raman光谱和SEM对PCNT薄膜的结构和形貌进行表征。研究了PCNT薄膜的力学性能,如拉伸强度、杨氏模量、断裂伸长率和比强度分别为55.8MPa、3.9GPa、18.83%和0.22N/tex。通过DSA100接触角测量仪研究不同巯基单体对PCNT薄膜的浸润性影响规律,发现几种巯基单体对PCNT薄膜均表现出良好的浸润性,有利于巯基单体均匀浸渍和功能化CNT薄膜。(2)不同官能度巯基单体功能化CNT薄膜的制备、表征及性能研究。通过硫醇-烯烃点击反应制备巯基功能化CNT薄膜,利用FT-IR、Raman光谱、XPS和SEM等技术表征功能化CNT薄膜的结构和形貌。系统研究了巯基单体种类及用量、光引发剂用量、光照时间等因素对功能化CNT薄膜性能的影响规律。随着巯基官能团数量的增加,功能化CNT薄膜的拉伸强度增加,其中三(2-羟乙基)异氰尿酸酯-三(巯基丙酸酯)(THMP)功能化的碳纳米管薄膜(THCNT)的拉伸强度最高;随着THMP和光引发剂用量的增加,以及紫外光照时间的延长,THCNT薄膜的拉伸强度呈先增加后减小。最后获得了CNT薄膜强度较高的点击反应条件:光引发剂用量是THMP质量的1.5wt%,碳纳米管与THMP的质量比为1:300,紫外光照时间为40min。所获得功能化碳纳米管薄膜的拉伸强度为368.1MPa、杨氏模量为21.3 GPa、比强度为0.93N/tex和断裂伸长率为23.67%,比PCNT薄膜的强度、模量、比强度和断裂伸长率相比分别提高约560%、451%、323%和25.7%。巯基单体点击反应功能化CNT薄膜,在碳纳米管间形成了分子链网络,增强了碳纳米管间的相互作用力以及载荷传递效率,提高了巯基单体功能化CNT薄膜的力学性能。(3)端巯基超支化聚合物(THBP-n)功能化CNT薄膜的制备、表征及性能研究。通过硫醇-烯烃点击反应制备THBP-n功能化CNT薄膜,利用FT-IR、Raman光谱、XPS和SEM对薄膜的结构和形貌进行了表征。详细研究了点击反应条件对功能化CNT薄膜性能的影响规律。研究发现,随着THBP巯基数目的增加,功能化CNT薄膜的拉伸强度先增大后减小,中等官能度的端巯基超支化聚合物(THBP-6)功能化CNT薄膜对其拉伸强度提高的幅度最大;随着THBP-6和光引发剂用量的增加,以及紫外光照时间的延长,碳纳米管薄膜的拉伸强度先增加后减小。最后获得了端巯基超支化聚合物功能化CNT薄膜较高强度的点击反应条件:光引发剂用量为THBP-6质量的1.0wt%,碳纳米管与THBP-6的质量比为1:150,紫外光照时间为30min,端巯基超支化聚合物功能化碳纳米管薄膜的拉伸强度可达440.3MPa、杨氏模量为35.8 GPa、比强度为1.24N/tex和断裂伸长率为24.93%,比PCNT薄膜的强度、模量、比强度和断裂伸长率分别提高约689%、818%、463%和32.4%。端巯基超支化聚合物点击反应功能化碳纳米管薄膜,在碳纳米管间形成了交联网络,提高了碳纳米管间的相互作用力及载荷传递效率,同时柔性的端巯基超支化聚合物在受力时能变形,进一步提高碳纳米管间的滑移距离,提高端巯基超支化聚合物功能化CNT薄膜的力学性能。