水性聚氨酯SDBS修饰多壁碳纳米管复合材料的制备与表征

《水性聚氨酯SDBS修饰多壁碳纳米管复合材料的制备与表征》是一篇关于新型复合材料研究的学术论文，旨在探讨通过水性聚氨酯（WPU）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行修饰后所形成的复合材料的制备方法及其性能表征。该研究在功能材料领域具有重要意义，尤其在提高碳纳米管在聚合物基体中的分散性和界面相容性方面提供了新的思路。

多壁碳纳米管因其优异的力学、电学和热学性能，在许多高性能材料中被广泛应用。然而，由于其表面能高且易团聚，导致在聚合物基体中难以均匀分散，从而限制了其性能的充分发挥。为了解决这一问题，研究者通常采用表面改性技术，以改善碳纳米管与基体之间的界面结合力。本论文中，作者选择使用水性聚氨酯作为基体材料，并引入SDBS作为表面活性剂，通过化学或物理吸附的方式对多壁碳纳米管进行修饰。

论文首先详细描述了实验的制备过程。研究人员通过将多壁碳纳米管与SDBS在水中混合，利用超声波辅助的方法使SDBS均匀包覆在碳纳米管表面，形成稳定的胶体体系。随后，将经过修饰的碳纳米管加入到水性聚氨酯溶液中，并通过搅拌、干燥等步骤制备出复合材料。整个过程中，SDBS起到了良好的分散作用，有效防止了碳纳米管的团聚现象。

为了验证复合材料的结构和性能，论文采用了多种表征手段。其中，扫描电子显微镜（SEM）用于观察碳纳米管在复合材料中的分散状态，结果显示修饰后的碳纳米管在水性聚氨酯基体中分布更加均匀，表明SDBS的成功修饰提高了其与基体的相容性。此外，透射电子显微镜（TEM）进一步证实了碳纳米管表面被SDBS覆盖的结构特征。

傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析显示，SDBS成功地与碳纳米管发生了相互作用，表明修饰过程有效。同时，X射线衍射（XRD）图谱显示复合材料的结晶度有所变化，说明碳纳米管的引入对水性聚氨酯的结构产生了影响。热重分析（TGA）结果表明，复合材料的热稳定性有所提升，显示出碳纳米管对材料耐热性能的增强作用。

在力学性能测试方面，论文通过拉伸试验和冲击试验评估了复合材料的机械性能。结果表明，与未修饰的碳纳米管复合材料相比，经SDBS修饰后的复合材料表现出更高的拉伸强度和断裂伸长率，这表明SDBS的引入不仅改善了碳纳米管的分散性，还增强了其与水性聚氨酯之间的界面结合力。

此外，论文还对复合材料的导电性能进行了研究。由于碳纳米管本身具有良好的导电性，因此复合材料在一定浓度下展现出一定的导电能力。通过电导率测试，研究人员发现随着碳纳米管含量的增加，复合材料的电导率显著提高，这表明该材料在电磁屏蔽、传感器等领域具有潜在的应用价值。

综上所述，《水性聚氨酯SDBS修饰多壁碳纳米管复合材料的制备与表征》这篇论文系统地研究了通过SDBS修饰多壁碳纳米管并将其引入水性聚氨酯基体中所形成的复合材料的制备方法及其性能表现。研究结果表明，SDBS的修饰有效提升了碳纳米管在水性聚氨酯中的分散性和界面相容性，进而增强了复合材料的力学、热学及导电性能。该研究不仅为碳纳米管在聚合物基复合材料中的应用提供了理论依据，也为开发高性能功能材料提供了新的方向。