CNTs/TPU复合材料的制备与性能研究(12)
图3.3所示为CNTs经含氟单体等离子体诱导接枝的过程变化图。反应初期，如图3.3(a)所示：腔体内汽化的含氟单体，在氩等离子体左右下，气体呈白色，玻璃皿基本透明。在进行等离子体出来时(通入氩气)；如图3.3(b)所示：反应中期，腔体内呈紫色，玻璃皿仍为白色。不通入氩气时，腔体内变为白色，到反应结束，取出样品；如图3.3(c)所示，反应结束，样品CNTs表面有颜色变化，玻璃皿壁上也呈黄色。由此可以推断碳纳米管表明可能包覆有含氟单体。
图3.3 CNTs 经含氟单体等离子体诱导接枝的过程变化图实际照片
(a) 反应初期; (b) 反应中期; (c) 制得样品(未洗涤).
3.2.2 红外光谱
图3.4给出了CNTs经含氟单体等离子体诱导接枝前后的红外光谱。由图3.4(a)可看出，原始CNTs在波数1615、1520和661 cm-1三处吸收峰对应于其石墨结构的特征吸收。而CNTs经含氟单体离子体改性后，还可在波数1250 cm-1处观察到明显的红外吸收峰[图3.4(b)]，该吸收峰源于C-F键的弯曲振动。另外，由图3.4(b)亦观察不到C=C双键(1640 cm-1)的特征吸收峰。表明CNTs经含氟单体等离子体功能化后，其表面确实包覆有聚含氟单体，得到了聚含氟单体修饰的CNTs，记作f-CNTs。该结果进一步验证了前述结论。
图3.4 含氟单体改性的CNTs红外图谱
综上所述，由目视法、红外图谱可知，在等离子体作用下，通过含氟单体在碳纳米管(CNTs)表面的可实现诱导接枝聚合反应，含氟单体能够对碳纳米管进行修饰。
含氟单体修饰CNTs见图3.5。 o-CNTs
图3.5 (a) CNTs的等离子体富氧活化过程f-CNTs
图3.5 (b) o-CNTs的表面接枝聚合过程
3.3 CNTs的氟功能化效果评价
本文把f-CNTs用作热塑性聚氨酯(TPU)弹性体的改性剂，本文所用的TPU是聚醚型的，是由PTMEG、BDO、MDI制得的，在本文接下来的内容中所提及的TPU均指此种聚醚型热塑性聚氨酯弹性体。本文通过把含氟单体功能化碳纳米管引入热塑性聚氨酯体系，以其为研究对象，制备出氟功能化的碳纳米管/热塑性聚氨酯复合弹性体[14]，简称f-CNTs/TPU，并与碳纳米管/热塑性聚氨酯复合弹性体（简称CNTs/TPU）相对比，对氟功能化效果进行研究。并随着f-CNTs和CNTs用量的改变，借助万能材料实验机和橡胶冲击弹性试验机以及LX-A型邵氏橡胶硬度计对复合弹性体的力学性能、通过接触角测量仪对复合弹性体的表面性能、动态机械力学性能测试仪和热重分析对复合弹性体的热性能等进行了分析和表征。