线性和超支化聚苯并咪唑修饰碳管及其杂化材料的制备和表征

碳纳米管是一类性能优良的无机纳米材料，它可以作为无机增强组分添加到聚合物中，制备碳纳米管-聚合物杂化材料。影响杂化材料性能的一个重要的因素就是碳纳米管在聚合物基体中的分散。由于碳纳米管容易团聚，且和聚合物基体的相容性差，因此，碳管在聚合物基体中很难分散均一，其实际增强效果和理论计算值相差很远。因此对碳管表面改性，引入功能基团可以有助于碳管在聚合物基体的分散。本申请提出了一种简单易行的碳管改性方法，通过"一釜法分批加料法或者同步加料法"将碳管的纯化，改性和杂化融合在一起，制备出线性和超支化聚苯并咪唑修饰的碳管，此方法可以在一步反应中，同时引入多个功能基团（咪唑，氨基和羧基）到碳纳米管表面。在此基础上，制备聚苯并咪唑修饰碳管-聚合物杂化材料，通过咪唑以及其他功能基团的化学和物理作用，提高碳纳米管在聚合物基体中的分散。

碳纳米管是一类性能优良的无机纳米碳材料，它可以作为无机增强组分添加到聚合物中，制备碳纳米管-聚合物杂化材料。本项目首先利用Friedel-Crafts (F-C)反应，通过“一釜法分批加料法或者同步加料法”将碳管的纯化，改性和杂化融合在一起，制备出线性和超支化聚苯并咪唑修饰的碳管，并将此方法应用到碳管的另一个重要的衍生物石墨烯，以及和碳管具有类似结构的8苯基POSS的聚苯并咪唑聚合物功能化改性。在此基础上，制备了一系列碳纳米管以及衍生物增强聚合物杂化材料。在此类杂化材料中，由于聚苯并咪唑基团的存在，通过氢键，正负离子相互的作用，提高了无机纳米增强材料和聚合物基体相互作用，使得纳米增强材料在聚合物基体中有良好的分散，显著的提高了无机纳米材料的增强效率。此方法简单易行，适合大规模的制备聚合物功能化的碳管类无机碳材料，为此碳纳米材料在今后的大规模制备提供了很好的实验数据和理论参考。