基于聚噻吩衍生物修饰可聚合碳纳米管的高导电涂层制备研究

本文创新性地开发了一种两步法策略：先合成含丙烯酸酯的噻吩基聚合物(PMTA)，再通过可控酯化制备丙烯酸酯功能化碳纳米管(CNT-AR)。通过PMTA与CNT-AR的共价键合(PMTA-CNT)，实现了3333 S/m的高导电率且仅6.67%的导电损失率，创改性CNTs最低导电损失纪录。该材料通过自由基聚合形成3D网络结构，使CNTs从填料升级为结构组分，显著提升涂层的耐磨性和耐溶剂性，并通过3D打印技术展示了在柔性电路修复中的应用潜力。

　　

Highlight

我们开发了一种创新的两步策略：首先合成含丙烯酸酯的噻吩基聚合物(PMTA)，随后通过可控酯化制备丙烯酸酯功能化碳纳米管(CNT-AR)。PMTA与CNT-AR的共价键合(PMTA-CNT)在有机溶剂中展现出优异的分散稳定性，同时保持3333 S/m的高导电率——这是迄今为止改性CNTs报道的最低导电损失率（仅6.67%）。

Structural characterization of the target functionalized CNTs

为合成目标改性碳纳米管，首先制备了羟基化碳纳米管(CNT-OH)，其羟值测定为59.4 mg KOH/g。随后通过AOI反应将丙烯酸基团接枝到CNT-OH表面，获得CNT-AR。FTIR光谱显示：3516 cm^-1处的峰对应N-H单键伸缩振动，1713 cm^-1处的宽峰归属于C=O双键伸缩振动。

Conclusions

基于上述研究，我们成功制备了可通过UV光或热触发自由基聚合的表面功能化碳纳米管PMTA-CNT。聚噻吩衍生物PMTA的修饰显著提升了CNTs在有机溶剂中的分散性，同时将电导率损失降至最低。原始CNT-AR的导电率（3571 S/m）经PMTA修饰后仅下降6.67%（PMTA-CNT：3333 S/m）。XPS结合能分析证实了...