冉璇,王怡莓,陈胜慧,苗孟河,张道洪.紫外引发点击反应高效增强碳纳米管纤维的机械强度(英文)[J].中南民族大学学报自然科学版,2021,40(2):124-130
紫外引发点击反应高效增强碳纳米管纤维的机械强度(英文)
Highly-efficient improvemrnt of the mechanical strength of carbon nanotube fibers via UV-initiated click reaction
  
DOI:10.12130/znmdzk.20210203
中文关键词: 碳纳米管  纤维  硫醇烯烃点击反应  拉伸强度
英文关键词: carbon nanotube  fibers  thiol-ene click reaction  tensile strength
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51873233);湖北省自然科学基金资助项目(2018CFA023);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(CZP20006)
作者单位
冉璇 中南民族大学 化学与材料科学学院 & 催化转化与能源材料化学教育部重点实验室暨催化材料科学湖北省重点实验室 & 超支化聚合物合成与应用技术湖北省工程研究中心武汉430074 
王怡莓 中南民族大学 化学与材料科学学院 & 催化转化与能源材料化学教育部重点实验室暨催化材料科学湖北省重点实验室 & 超支化聚合物合成与应用技术湖北省工程研究中心武汉430074 
陈胜慧 中南民族大学 化学与材料科学学院 & 催化转化与能源材料化学教育部重点实验室暨催化材料科学湖北省重点实验室 & 超支化聚合物合成与应用技术湖北省工程研究中心武汉430074 
苗孟河 中南民族大学 化学与材料科学学院 & 催化转化与能源材料化学教育部重点实验室暨催化材料科学湖北省重点实验室 & 超支化聚合物合成与应用技术湖北省工程研究中心武汉430074 
张道洪 中南民族大学 化学与材料科学学院 & 催化转化与能源材料化学教育部重点实验室暨催化材料科学湖北省重点实验室 & 超支化聚合物合成与应用技术湖北省工程研究中心武汉430074 
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中文摘要:
      为制备性能稳定的碳纳米管(CNT)纤维,利用高效简捷的硫醇-烯烃点击反应对CNT纤维进行改性,并研究了硫醇的官能度、含量等反应条件对功能化CNT纤维性能的影响以及增强机理.结果表明:在不破坏碳纳米管结构的前提下,在单根碳纳米管之间形成了交联结构.具有不同官能度的硫醇与原始碳纳米管纤维(PCNTs)的双键发生巯基-烯烃点击反应,对CNT纤维进行了功能化修饰.随着巯基官能度的增加,CNT纤维的拉伸强度增加,继续加捻可进一步提高拉伸强度,CNT纤维的拉伸强度比原始碳纳米管纤维的拉伸强度提高了191.7%.说明这种提高CNT纤维机械强度的简单方法有助于其广泛应用.
英文摘要:
      To produce CNT fibers with stable mechanical performance, a highly-efficient and facile thiol-ene click reaction was used to functionalize the carbon nanotube (CNT) fibers. The effects of the functionality and content of mercaptans and other reaction conditions on the performance of the functionalized CNT fibers, and the enhancement mechanism were studied. The results showed that without damaging the structure of the CNTs, a crosslinked structure between individual carbon nanotubes was formed. Several mercaptans with different functionalities were used to functionalize the CNT fibers via the thiol-ene click reaction between the double bond of pristine CNT fibers (PCNTs) and the thiol groups. The tensile strength of the functionalized CNT fibers increased with the increase of thiol functionality, and continued twisting could further improve the tensile strength. The tensile strength of the functionalized and twisted CNT fiber was 191.7% higher than the PCNT. This facile method about improving the mechanical strength of CNTs fibers may be of great significance for their wide application.
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