多壁碳纳米管/聚醚醚酮复合膜的制备及其性能研究

摘要

利用混酸对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行酸化处理得到酸化碳纳米管(a-MWCNTs),其表面接枝了羧基基团,在N,N’-二环己基碳二亚胺的作用下,将对氨基苯磺酸接枝到MWCNTs表面,得到磺化碳纳米管(s-MWCNTs).以浓硫酸为磺化剂,在30℃下对聚醚醚酮(PEEK)磺化制备出磺化聚醚醚酮(SPEEK).以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用溶液共混法制备了MWCNTs/SPEEK、a-MWCNTs/SPEEK、s-MWCNTs/SPEEK三种复合膜.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅立叶变换-红外仪(Fr-IR)、拉曼光谱仪(Raman)、热重分析仪(TG)等手段对MWCNTs及复合膜的结构和性能进行了表征.FESEM显示接枝对氨基苯磺酸后的MWCNTs自身分散性有明显改善,且在SPEEK中分散均匀.FI-IR表明a-MWCNTs表面有大量的羧基和羟基,对氨基苯磺酸上的氨基与a-MWCNTs表面的羧基反应生成了酰胺基团.Raman分析显示MWCNTs修饰前后其结构基本没有变化.TG分析显示SPEEK热稳定性与PEEK相比稍微有所提高,但是MWCNTs/SPEEK复合膜的热稳定性明显下降,且制备的三种复合膜的热稳定性基本相同.