本文關(guān)鍵詞：改性碳納米管為抗靜電劑的聚苯乙烯超微粉體的制備

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【摘要】：本文主要研究用于3D打印的抗靜電聚苯乙烯超微粉體的制備。碳納米管結(jié)構(gòu)的特殊性,決定了它具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能。但是它在水中或者是有機(jī)溶劑中的溶解性較差,使其不能在樹脂基體中很好的分散,從而限制了它在各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。本論文通過疊氮化的方式對(duì)碳納米管進(jìn)行共價(jià)功能化改性,制備了聚苯乙烯包覆的碳納米管。然后利用原位懸浮聚合的方法制備抗靜電的聚苯乙烯超微粉體,得到電性能和熱性能有明顯提高的聚苯乙烯超微粉體。1.碳納米管的疊氮化共價(jià)功能化改性,首先通過自由基聚合制備丙烯酰氯-苯乙烯共聚物,使聚苯乙烯上含有酰氯基團(tuán),其次通過酰氯鍵與疊氮化鈉反應(yīng)生成�；B氮基團(tuán)(-CON3)制備疊氮化物,�；B氮基團(tuán)(-CON3)在高溫條件下熱分解與碳納米管反應(yīng),得到聚苯乙烯包覆改性的碳納米管。采用傅里葉紅外光譜(FT-IR),掃面電鏡(SEM),拉曼光譜(Raman),透射電鏡(TEM),元素分析,熱失重分析(TGA)等測(cè)試對(duì)改性碳納米管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明聚苯乙烯成功的接枝到了碳納米管的表面,而且接枝量隨著共聚物疊氮化程度的提高和聚合度的增大而有所提高。2.采用原位懸浮聚合制備聚苯乙烯超微粉體,加入十二烷基磺酸鈉(SDBS)作為助分散劑。研究轉(zhuǎn)速的大小,分散劑和碳納米管的用量對(duì)粒徑的影響。當(dāng)分散劑用量為1.5wt%,轉(zhuǎn)速為650 r/min時(shí),粉體的平均粒徑在53μm,分散系數(shù)為0.10左右,分布相對(duì)較好。碳納米管對(duì)粒徑有一定的影響,但是影響較小。3.采用原位懸浮聚合制備了疊氮化丙烯酸-苯乙烯共聚物接枝的碳納米管／聚苯乙烯(PS-co-APAA-g-MWCNTs/PS)復(fù)合材料,抗靜電性能比MWCNTs/聚苯乙烯(MWCNTs/PS)的好。PS-co-APAA-g-MWCNTs的加入也明顯提高了復(fù)合材料力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：疊氮化 多壁碳納米管 抗靜電 原位懸浮聚合 3D打印
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O632.13;TB332
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-33
• 1.1 引言15
• 1.2 3D打印技術(shù)15-19
• 1.2.1 3D打印技術(shù)的工藝類型16-17
• 1.2.2 3D打印技術(shù)材料的分類17-18
• 1.2.3 功能性3D打印材料18
• 1.2.4 聚苯乙烯超微粉體在SLS中的應(yīng)用18-19
• 1.3 抗靜電復(fù)合材料19-20
• 1.3.1 靜電的產(chǎn)生及危害19
• 1.3.2 抗靜電的介質(zhì)19
• 1.3.3 抗靜電的材料19-20
• 1.4 碳納米管的介紹及改性20-27
• 1.4.1 碳納米管的結(jié)構(gòu)及性能21-23
• 1.4.2 碳納米管的改性23-25
• 1.4.3 疊氮化碳納米管的制備25-27
• 1.5 聚苯乙烯超微粉體的制備27-30
• 1.5.1 聚苯乙烯概述27
• 1.5.2 微球的制備方法27-29
• 1.5.3 原位聚合制備聚苯乙烯復(fù)合微球29-30
• 1.6 本文研究?jī)?nèi)容30-33
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分33-41
• 2.1 改性碳納米管的制備33-36
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器33-34
• 2.1.2 疊氮化聚丙烯酸接枝碳納米管34
• 2.1.2.1 聚丙烯酰氯的制備34
• 2.1.2.2 疊氮化聚丙烯酸的制備34
• 2.1.2.3 疊氮化聚丙烯酸接枝碳納米管的制備34
• 2.1.3 酸化碳納米管的制備34
• 2.1.4 聚苯乙烯官能化碳納米管34-35
• 2.1.4.1 丙烯酰氯-苯乙烯共聚物的制備34-35
• 2.1.4.2 疊氮化丙烯酸-苯乙烯共聚物的制備35
• 2.1.4.3 聚苯乙烯官能化碳納米管的制備35
• 2.1.5 測(cè)試與表征35-36
• 2.2 超微粉體粒徑的控制及制備36-41
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器36-37
• 2.2.2 基本配方37
• 2.2.3 聚苯乙烯超微粉體的制備37
• 2.2.4 碳納米管/聚苯乙烯超微粉體的制備37-38
• 2.2.5 聚苯乙烯接枝碳納米管/聚苯乙烯超微粉體的制備38
• 2.2.6 測(cè)試與表征38-41
• 第三章 結(jié)果與討論41-81
• 3.1 疊氮化物接枝碳納米管的表征41-44
• 3.2 聚苯乙烯接枝碳納米管的表征44-60
• 3.2.1 丙烯酰氯-苯乙烯共聚物的表征44-46
• 3.2.2 疊氮化丙烯酸-苯乙烯共聚物的表征46-47
• 3.2.3 碳納米管的接枝改性的表征47-52
• 3.2.4 碳納米管分散性的表征52-54
• 3.2.5 不同疊氮化程度的PS-co-APAA接枝改性的碳納米管54-56
• 3.2.6 不同聚合度的APAA-co-PS接枝改性的碳納米管56-59
• 3.2.7 小結(jié)59-60
• 3.3 超微粉體的制備與表征60-64
• 3.3.1 分散劑對(duì)粒徑的影響60
• 3.3.2 轉(zhuǎn)速對(duì)粒徑的影響60-61
• 3.3.3 聚苯乙烯超微粉體的形貌61-62
• 3.3.4 碳納米管的加入對(duì)超微粉體粒徑的影響62-64
• 3.3.5 小結(jié)64
• 3.4 復(fù)合材料的制備與表征64-68
• 3.4.1 斷面的SEM電鏡觀察64-67
• 3.4.2 斷面的TEM電鏡觀察67-68
• 3.4.3 小結(jié)68
• 3.5 聚苯乙烯接枝碳納米管/聚苯乙烯的表征68-81
• 3.5.1 聚苯乙烯接枝碳納米管/聚苯乙烯的抗靜電性研究70-71
• 3.5.2 聚苯乙烯接枝碳納米管/聚苯乙烯的導(dǎo)熱性研究71-72
• 3.5.3 聚苯乙烯接枝碳納米管/聚苯乙烯熱機(jī)械性能的研究72-75
• 3.5.4 聚苯乙烯接枝碳納米管/聚苯乙烯的熱穩(wěn)定性研究75-77
• 3.5.5 聚苯乙烯接枝碳納米管/聚苯乙烯的流變性研究77-78
• 3.5.6 小結(jié)78-81
• 第四章 結(jié)論81-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 致謝89-91
• 研究成果和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文91-93
• 作者及導(dǎo)師介紹93-94
• 附件94-95

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：760163