以多壁碳纳米管为研究对象,在经纯化、解缠、"切割"、长度为1-2微米的碳纳米管表面接枝液晶高分子,并与聚苯乙烯复合。研究并优化"活化后"的碳纳米管与液晶单体的接枝反应;研究液晶高分子接枝碳纳米管在聚苯乙烯熔体中电场、磁场作用下的取向与结构演化,并对场致取向后的聚苯乙烯/液晶高分子接枝碳纳米管复合材料的微观结构、力学性能、电性能进行表征。碳纳米管表面接枝的液晶高分子链段不仅能改善碳纳米管在聚合物基体中的分散与界面粘结,而且液晶基元的场诱导取向效应可提高碳纳米管对场的响应性,使碳纳米管在聚合物基体中易于取向,实现其有序排列的可控、降低聚合物/碳纳米管复合材料的逾渗阈值(percolation threshold),得到高性能的聚合物/碳纳米管复合材料。这方面的研究目前国内外尚未见报道,对导电、导磁、发光等功能材料和高性能结构材料的研究和开发具有理论意义和应用价值。
合成了线性聚苯乙烯接枝碳纳米管,发现了其新型液晶相以及孔状、柱状以及纳米针状等自组装结构;利用一步缩聚反应,实现了不同接枝含量的超支化聚(脲-氨酯)接枝碳纳米管的可控合成, 由于其分子内-分子间氢键的转化,使其溶液表现出低温剪切增稠、高温剪切变稀的流变行为;合成了偶氮苯侧链液晶高分子接枝碳纳米管, 发现它具有可逆的光致反-顺-反异构行为,但碳纳米管的引入降低了偶氮苯的光致异构速率常数,使液晶高分子丧失其液晶性;将碳纳米管、4′-戊基-4-氰基联苯(5CB)小分子液晶和甲基丙烯酸(MAA)通过原位聚合反应制备了PMAA/5CB/MWNT复合材料, 利用5CB的场致取向作用,诱导碳纳米管在聚合物基体中的取向排列,为研制新型的薄膜器件提供了一种简单的方法; 此外对偶氮苯侧链液晶高分子接枝POSS的合成、液晶性和光化学行为方面进行了探索。完成了计划书中所列的计划内容。