材料表面改性

出现的问题及解决方法
碳纳米管极易团聚、 碳纳米管极易团聚、在防火涂料中难 于分散，成为实际应用的瓶颈。 于分散，成为实际应用的瓶颈。 对碳纳米管进行表面改性， 对碳纳米管进行表面改性，是改善其 表面改性 性能的有效途径。 性能的有效途径。
原理
利用有机物官能团在无机粉体上表面 吸附或化学反应作用对颗粒表面包裹,使颗 吸附或化学反应作用对颗粒表面包裹 使颗 粒表面改性. 粒表面改性 用两亲性聚合物聚乙烯基吡咯烷酮 (PVP) 吸附在多壁碳纳米管表面上，因为 吸附在多壁碳纳米管表面上， 吡咯烷酮环的亚甲基是非极性基团， 吡咯烷酮环的亚甲基是非极性基团，具有 亲油性；而分子中的内酰胺是强极性基团， 亲油性；而分子中的内酰胺是强极性基团， 具有亲水性 亲水性， 具有亲水性，因此其能溶于水和许多有机 溶剂中， 溶剂中，从而使多壁碳纳米管进行表面改 性。
多壁碳纳米管的表面改性及其 在防火涂料中的应用
碳纳米管在防火涂料中的作用
碳纳米管具有极高的强度，良好的柔韧性， 碳纳米管具有极高的强度，良好的柔韧性， 当其被弯曲、扭曲时，不会发生断裂， 当其被弯曲、扭曲时，不会发生断裂，而仅 在弯曲部位变得扁平。 在弯曲部位变得扁平。将改性碳纳米管均匀 地分散到防火涂料中， 地分散到防火涂料中，可以改善涂层的强度 与韧性，防止高温开裂， 与韧性，防止高温开裂，提高涂料受火膨胀 后炭化层的致密度， 后炭化层的致密度，进而提高涂料的防火性 能。
结论
采用红外光谱、热重分析手段对改性多壁碳 采用红外光谱、热重分析手段对改性多壁碳 红外光谱 纳米管进行表征； 纳米管进行表征；将改性多壁碳纳米管应用到膨 胀型防火涂料体系中， 胀型防火涂料体系中，研究了其对防火涂料性能 的影响。 的影响。 结果表明：在适合的条件下两亲性聚合物可以被 结果表明： 引入到多壁碳纳米管表面， 引入到多壁碳纳米管表面，改性后的多壁碳纳米 管在醋酸丁酯和水中具有良好的溶解性； 管在醋酸丁酯和水中具有良好的溶解性；合适含 量的改性多壁碳纳米管可以提高 提高防火涂料受火后 量的改性多壁碳纳米管可以提高防火涂料受火后 的炭化层强度和膨胀倍率，降低背温升高速率， 炭化层强度和膨胀倍率，降低背温升高速率， 背温升高速率 增强涂层的抗开裂性能。 增强涂层的抗开裂性能。 涂层的抗开裂性能
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