基于等离子体聚合-稀土配位技术的稀土碳纳米管的设计构筑及其聚合物材料构效研究

本课题以碳纳米管（CNTs）表面的功能化设计修饰为基础，采用等离子体聚合技术和稀土配位技术，将稀土配合物（REC）键接到CNTs的表面，实现CNTs表面的化学修饰，构筑一类新型的碳纳米管-稀土配合物聚集体（稀土碳纳米管，RE-CNTs）；将RE-CNTs引入到聚氨酯丙烯酸酯大分子单体（PUM）合成体系中，经自由基聚合，合成新型的具有交联网状结构的稀土碳纳米管聚合物材料（PU-RE-CNTs）。与传统的碳纳米管复合材料、掺杂型稀土高分子材料相比，该新型稀土碳纳米管聚合物材料中聚合物、稀土离子、碳纳米管三者之间以化学键的方式键接，结构及性能可调控，有望制备高稀土含量、充分发挥稀土、碳纳米管特性的新型功能材料。利用AFM、TEM、荧光光谱仪、磁强仪等研究稀土碳纳米管结构、稀土碳纳米管聚合物材料的结构、光致发光性、电致发光性、磁性能及作用机理等。

本课题以碳纳米管（CNTs）表面的功能化设计修饰为基础，采用等离子体聚合技术和稀土配位技术，将稀土配合物（REC）键接到CNTs的表面，实现CNTs表面的化学修饰，构筑一类新型的碳纳米管-稀土配合物聚集体（稀土碳纳米管，RE-CNTs）；将RE-CNTs引入到聚氨酯丙烯酸酯大分子单体（PUM）合成体系中，经自由基聚合，合成新型的具有交联网状结构的稀土碳纳米管聚合物材料（PU-RE-CNTs）。. 研究了RE-CNTs结构、PU-RE-CNTs材料的结构、光致发光性、电致发光性、磁性能及作用机理等；探讨了影响RE-CNTs结构与性能的影响因素和作用规律。结果表明：碳纳米管经表面修饰后，与稀土离子具有优异的配位能力，所合成的RE-CNTs能够充分发挥稀土、碳纳米管两者的特性；所制备的PU-RE-CNTs复合材料与传统的碳纳米管复合材料相比，PU-RE-CNTs复合材料中聚合物、稀土离子、碳纳米管三者之间以化学键的方式键接，结构及性能可调控，是一类兼具稀土、碳纳米管、聚氨酯三者优异特性的功能高度集成的新型功能复合材料，其优异的机械性能、热性能、电性能、电容性能以及光致发光性能使得该类新型功能材料有望应用于航空、航天、国防、军事等高新技术领域。