安建大王平副教授和合工大丁运生教授、徐佩副教授Int. J. Biol. Macromol.：在高性能功能高分子材料方面取得进展

2022-03-09 来源：高分子科技

安徽建筑大学材料与化学工程学院王平副教授与合肥工业大学丁运生教授、徐佩副教授在高性能功能高分子材料方面取得进展。通过引入含不同表面基团的碳纳米管（CNTs、CNTs-COOH、CNTs-OH）制备了可用于吸波、储能器件的高机械和介电性能的生物基纳米复合材料。重点研究碳纳米管在基体中的分散状态、增容体系中的化学反应效率和相结构演变过程对复合材料性能影响，并阐述了其机理。研究工作中将反应性环氧低聚物引入聚乳酸（PLA）、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯（PBAT）和碳纳米管复合体系中，并通过碳纳米管表面不同官能团的竞争反应，从热力学和动力学方面实现碳纳米管分散状态的定向调控（图1）。用透射电镜、流变性能分析、机械性能测试、介电性能测试等分析测试手段对所得复合材料进行表征，研究发现CNTs-OH由于适当的反应效率受热力学调控锚定于两相界面处（图2），CNTs-OH可以作为组装微电容器电极，聚合物作为电介质，大大增加了界面极化，PLA/PBAT/4CNTs-OH复合材料分别显示出高介电常数（24.9）和低介电损耗（0.23），同时具有优异的机械和介电性能（图3和图4），在环保高效储能聚合物介电材料方面具有广阔的应用前景。

图1. PLA/PBAT复合材料增强机理

图2. PLA/PBAT复合材料断面SEM和TEM照片

图3. PLA/PBAT复合材料的力学性能

图4. PLA/PBAT复合材料的介电性能

上述研究工作在国际学术期刊International Journal of Biological Macromolecules, 206 (2022) 661–669发表题为“Effect of hydroxyl and carboxyl-functionalized carbon nanotubes on phase morphology, mechanical and dielectric properties of poly(lactide)/poly (butylene adipate-co-terephthalate) composites”的研究论文，该课题组王平副教授为该研究第一及通讯作者，硕士生高尚为该研究第二作者。该研究得到国家自然科学基金（No. 51903002）、安徽省科技重大专项（202103a05020031、201903a05020027）和安徽建筑大学功能高分子与化学建材团队等支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.02.183

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（责任编辑：xu）

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