一种碳纳米管的表面处理方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纳米管的表面处理方法，包括：S1：将碳纳米管放入单体溶液内浸泡、搅拌均匀；其中，单体溶液中的包覆单体由丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸及其衍生物、马来酸酐及其衍生物、衣康酸及其衍生物、甲基丙烯酸缩水甘油酯及其衍生物中的一种或一种以上组成；S2：在S1的单体溶液中加入表面活性剂及去离子水，加热并搅拌，形成悬浮液；S3：在S2的悬浮液中加入引发剂并搅拌；位于碳纳米管表面的包覆单体发生聚合反应形成聚合物；S4：将经S3处理后的碳纳米管进行高压过滤、清洗、干燥，从而得到表面被聚合物包覆的碳纳米管。该表面处理方法可有效改善碳纳米管在基材中的分散性，减弱碳纳米管对基材流动性的影响，提高基材的导电性。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管的表面处理方法
本专利技术涉及碳纳米管的表面处理
，具体是涉及一种碳纳米管的表面处理方法。
技术介绍
碳纳米管(CarbonNanotube，CNT)是常见的一维碳纳米材料，具有比表面积大、长径比在500以上、电导率高等优点，在导电材料中的应用越来越广泛，有替代导电炭黑和碳纤维的趋势。将碳纳米管加入到如聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)等基材中时，由于碳纳米管的长径比较大，容易导致基材的流动性严重降低，分散性差，需要加入较多的份数遮盖分散性的问题。因此，实现碳纳米管在聚合物材料中的均匀分散，将其性能最大化，具有很高的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碳纳米管的表面处理方法，可有效改善碳纳米管在基材中的分散性，减弱碳纳米管对基材流动性的影响，提高基材的导电性。为了达到上述目的，本专利技术的铆合机构包括：一种碳纳米管的表面处理方法，包括以下步骤：S1：将碳纳米管放入单体溶液内浸泡、搅拌均匀；其中，单体溶液中的包覆单体由丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸及其衍生物、马来酸酐及其衍生物、衣康酸及其衍生物、甲基丙烯酸缩水甘油酯及其衍生物中的一种或一种以上组成；S2：在所述S1的单体溶液中加入表面活性剂及去离子水，加热并搅拌，形成悬浮液；S3：在所述S2的悬浮液中加入引发剂并搅拌；位于碳纳米管表面的包覆单体发生聚合反应形成聚合物；S4：将经所述S3处理后的碳纳米管进行高压过滤、清洗、干燥，从而得到表面被聚合物包覆的碳纳米管。进一步地，所述S1中，碳纳米管与包覆单体的质量比为1：5～10；优选的，碳纳米管与包覆单体的质量比为1：5、1：6、1：7、1：8、1：9或1：10。进一步地，所述S1中，碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管；碳纳米管的直径为0.7nm～7nm，碳纳米管的长径比大于等于500；且碳纳米管的吸油值大于等于300ml/100g、氮吸附BET比表面积大于等于250m2/g、碘吸附值大于等于400mg/g。进一步地，所述S1中，碳纳米管在常温下浸泡在单体溶液中，且浸泡时间大于等于5min。进一步地，所述S2中，表面活性剂为铵盐型表面活性剂、吡啶盐型表面活性剂、聚氧乙烯脂肪酸酯型、多乙烯多铵盐型中的一种或一种以上的复配；碳纳米管与表面活性剂及去离子水的质量比为1：0.1～0.5：20～80；优选的，碳纳米管与表面活性剂的质量比为1：0.1、1：0.2、1：0.3、1：0.4或1：0.5；碳纳米管与去离子水的质量比为1：20、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70或1：80。进一步地，所述S2中，悬浮液的温度范围为50℃～90℃；在该温度条件下，搅拌速度为600r/min～1000r/min，搅拌时间为1h～2h。进一步地，所述S3中，引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二酰、过氧化二苯甲酰中的一种或多种的复配；碳纳米管与引发剂的质量比为1：0.01～0.2；优选的，碳纳米管与引发剂的质量比为1：0.01、1：0.02、1：0.04、1：0.06、1：0.08、1：0.1、1：0.12、1：0.14、1：0.16、1：0.18或1：0.2。进一步地，所述S3中，聚合反应的温度范围为50℃～90℃，聚合时间为2h～5h；优选的，聚合反应的温度为50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃；聚合时间为2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h。进一步地，所述S4中，高压过滤处理的过滤压力为200kPa。本专利技术的有益效果是：通过悬浮聚合，使聚合物单体扩散到碳纳米管内部，并使聚合物包覆在碳纳米管的表面；采用这种表面处理方法获取的碳纳米管，可有效改善碳纳米管在基体中的分散性，减弱碳纳米管对基材流动性的影响，方法简单、易操作。【具体实施方式】下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例1S1：将直径为0.7nm、长度为1μm、10质量份的单壁碳纳米管放入100质量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯中，搅拌均匀，浸泡5min。S2：加入3质量份的吡啶盐型表面活性剂及500质量份的去离子水，温度加热至70℃，并在该温度下以800r/min的速度搅拌1.5h，得到单壁碳纳米管悬浮液。S3：加入1质量份的偶氮二异丁腈并搅拌，在温度为70℃的条件下反应3h，单壁碳纳米管的表面被丙烯酸聚合物包覆。S4：将聚合反应后的单壁碳纳米管高压过滤，使用丙酮及甲苯冲洗3次，烘干，得到包覆型的单壁碳纳米管。实施例2：S1：将直径为1nm、长度为0.5μm、10质量份的双壁碳纳米管放入80质量份的丙烯腈及20质量份的甲基丙烯酸甲酯中，搅拌均匀，浸泡8min。S2：加入2质量份的铵盐型表面活性剂、2质量份的吡啶盐型表面活性剂、及600质量份的去离子水，温度加热至60℃，并在该温度下以600r/min的速度搅拌2h，得到双壁碳纳米管悬浮液。S3：加入1质量份的偶氮二异丁腈并搅拌，在温度为60℃的条件下反应5h，双壁碳纳米管的表面被聚合物包覆。S4：将聚合反应后的双壁碳纳米管高压过滤，使用丙酮及甲苯冲洗3次，烘干，得到包覆型的双壁碳纳米管。实施例3S1：将直径为7nm、长度为0.35μm、10质量份的多壁碳纳米管放入60质量份的马来酸酐及20质量份的马来酸酐甲酯的混合液中，搅拌均匀，浸泡15min。S2：加入0.3质量份吡啶盐型表面活性剂、0.4质量份聚氧乙烯脂肪酸酯型、0.3质量份多乙烯多铵盐型及200质量份的去离子水，温度加热至90℃，并在该温度下以1000r/min的速度搅拌2h，得到多壁碳纳米管悬浮液。S3：加入1质量份的偶氮二异丁腈1并搅拌，在温度为90℃的条件下反应2h，多壁碳纳米管的表面被马来酸酐聚合物包覆。S4：将聚合反应后的多壁碳纳米管高压过滤，使用丙酮及甲苯冲洗3次，烘干，得到包覆型的多壁碳纳米管。实施例4S1：将直径为7nm、长度为0.35μm、10质量份的单壁碳纳米管放入30衣康酸及20份甲基丙烯酸羟乙酯的混合液中，搅拌均匀，浸泡30min。S2：加入3质量份的铵盐型表面活性剂、2质量份的聚氧乙烯脂肪酸酯型及800质量份的去离子水，温度加热至80℃，并在该温度下以800r/min的速度搅拌2h，得到单壁碳纳米管悬浮液。S3：加入1质量份偶氮二异丁腈1并搅拌，在温度为80℃的条件下反应3h，单壁碳纳米管的表面被聚合物包覆。S4：将聚合反应后的单壁碳纳米管高压过滤，使用丙酮及甲苯冲洗3次，烘干，得到包覆型的单壁碳纳米管。从上述实施例1至4中处理后的碳纳米管中提取5质量份，将这四份碳纳米管及一份5质量份未处理的碳纳米管(对比1)分别与五份95质量份的聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纳米管的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：将碳纳米管放入单体溶液内浸泡、搅拌均匀；其中，单体溶液中的包覆单体由丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸及其衍生物、马来酸酐及其衍生物、衣康酸及其衍生物、甲基丙烯酸缩水甘油酯及其衍生物中的一种或一种以上组成；/nS2：在所述S1的单体溶液中加入表面活性剂及去离子水，加热并搅拌，形成悬浮液；/nS3：在所述S2的悬浮液中加入引发剂并搅拌；位于碳纳米管表面的包覆单体发生聚合反应形成聚合物；/nS4：将经所述S3处理后的碳纳米管进行高压过滤、清洗、干燥，从而得到表面被聚合物包覆的碳纳米管。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将碳纳米管放入单体溶液内浸泡、搅拌均匀；其中，单体溶液中的包覆单体由丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸及其衍生物、马来酸酐及其衍生物、衣康酸及其衍生物、甲基丙烯酸缩水甘油酯及其衍生物中的一种或一种以上组成；
S2：在所述S1的单体溶液中加入表面活性剂及去离子水，加热并搅拌，形成悬浮液；
S3：在所述S2的悬浮液中加入引发剂并搅拌；位于碳纳米管表面的包覆单体发生聚合反应形成聚合物；
S4：将经所述S3处理后的碳纳米管进行高压过滤、清洗、干燥，从而得到表面被聚合物包覆的碳纳米管。


2.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述S1中，碳纳米管与包覆单体的质量比为1：5～10。


3.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述S1中，碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管；
碳纳米管的直径为0.7nm～7nm，碳纳米管的长径比大于等于500；且碳纳米管的吸油值大于等于300ml/100g、氮吸附BET比表面积大于等于250m2/g、碘吸附值大于等于400mg/g。


4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马海丰，
申请(专利权)人：汉达精密电子昆山有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32