从单壁碳纳米管表面的聚合 - - 制备和描述纳米复合材料
Zhaoling Yao1, Nadi Braidy, Gianluigi A Botton
1Departments of Chemistry, Materials Science and Engineering, and the Brockhouse Institute for Materials Research (BIMR), McMaster University, Hamilton, Ontario L8S 4M1, Canada.
Journal of the American Chemical Society
|December 18, 2003
概括
研究人员使用原子转移激素聚合方式将聚合物链连接到碳纳米管上. 虽然聚合是不受控制的,但由此产生的功能化纳米管显示出可调节的溶解性,从不溶性到水溶性形式.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 单壁碳纳米管 (SWCNTs) 具有独特的特性,但通常需要对特定应用进行表面修改.
- 将聚合物植入SWCNT可以提高其可加工性,并引入新的功能.
- 原子转移基聚合 (ATRP) 是一种用于受控聚合物合成的多功能技术.
研究的目的:
- 通过ATRP使用聚合物刷来使SWCNT功能化.
- 为了研究从SWCNT表面的甲基甲基酸盐和三甲基酸盐的聚合.
- 探索由此产生的聚合物-纳米管结合物的可溶性和性质.
主要方法:
- 用1,3-双极循环添加的类组对SWCNT的侧墙功能化.
- 将ATRP启动器连接到功能化的SWCNTs.
- 甲基甲基酸盐和三甲基酸盐的表面启动聚合.
- 使用IR,拉曼光谱,DSC,TEM和AFM进行表征.
主要成果:
- 从SWCNT侧壁成功启动聚合,产生具有很大的聚分散性的高分子量聚合物.
- 用聚甲基酸功能化的SWCNT是不溶性的.
- 用聚三乙烯酸功能化的SWCNT在有机溶剂中表现出可溶性.
- 聚三乙烯酸的脱甲基化产生了水溶性聚乙烯酸功能化SWCNTs.
结论:
- 在SWCNT上进行表面启动的ATRP是可行的,但目前缺乏对聚合物架构的控制.
- 通过选择适当的单体和聚合后修饰,可以调整SWCNT-聚合物合物的溶解度.
- 基于SWCNT的可溶性材料的开发为复合材料,药物输送和传感器的应用开辟了道路.
更多相关视频
09:12Functionalization of Single-walled Carbon Nanotubes with Thermo-reversible Block Copolymers and Characterization by Small-angle Neutron Scattering
Published on: June 1, 2016
11:09Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness
Published on: April 1, 2018
