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碳纳米管改性聚乳酸及其共混物的研究
碳纳米管（CarbonNanotube，CNT）是一种有着极高强度和导电性能的新型材料，具有优良的力学性能、导电性能、热导率和化学惰性等特点，在材料科学领域中引起了广泛的关注和研究。纳米材料的应用已经成为目前材料科学领域的研究热点，而碳纳米管的应用更是受到了重视。本文将对碳纳米管改性聚乳酸及其共混物进行研究。
一、碳纳米管的性质及应用
碳纳米管具有一维性、大比表面积、高强度和高导电性等特点，且具有许多独特和有用的应用。碳纳米管的直径约为纳米尺度，长度较长，可以做成纤维状材料，并且可以制备成不同形状的结构，如螺旋形、螺旋形、漏斗形、碗状和球形等等。碳纳米管的应用主要集中在电子学、机械学、光学和生物医学等领域，包括电子场发射器件、场效应晶体管、智能材料、荧光探针、生物传感器和药物传输等等。
二、碳纳米管改性聚乳酸的研究进展
聚乳酸（PolylacticAcid，PLA）是一种生物降解性聚酯，因其可降解性、可生物降解和生物相容性优良而被广泛应用。然而，聚乳酸的机械性能不足，严重限制了其应用范围。近年来，研究人员为了提高聚乳酸的力学性能，将碳纳米管引入聚乳酸中，制备碳纳米管改性聚乳酸。
（一）制备方法
目前研究人员主要采用原位聚合和加入碳纳米管改性聚乳酸两种方法制备碳纳米管改性聚乳酸。
其中，原位聚合法是指将碳纳米管作为引发剂加入聚乳酸中进行聚合反应，从而制备出具有良好力学性能的碳纳米管改性聚乳酸。在加入碳纳米管后，聚乳酸分子与碳纳米管分子之间会形成互相作用，导致聚乳酸的晶化行为发生改变，从而提高聚乳酸的力学性能。原位聚合法制备简单、操作方便且可重复性好。
加入碳纳米管法是指将碳纳米管与聚乳酸物理混合，通过切割、搅拌或溶剂萃取等方法将碳纳米管与聚乳酸均匀分散。然后通过热压制、注塑或挤出等方法制备共混物。加入碳纳米管法能够改善聚乳酸的机械性能，并且能够控制其纤维形态。
（二）研究结果
研究表明，碳纳米管的加入能够显著提高聚乳酸的力学性能，如抗拉强度、弹性模量和刚度等指标均在不同程度上得到了显著提高。此外，加入碳纳米管还能够提高聚乳酸的热稳定性、生物相容性和降解速率。
（三）存在问题
目前碳纳米管改性聚乳酸的研究仍面临一些问题，例如：
1.制备难度大，提高了成本。
2.碳纳米管的分散/聚集问题。在合成过程中，碳纳米管容易聚集，从而导致其机械性能的下降。
3.由于聚乳酸的生物降解性能，加入碳纳米管后的热稳定性和稳定性可能会受到影响。
三、碳纳米管改性聚乳酸共混物的研究进展
目前研究人员还将碳纳米管与其他高分子材料共混，以寻求新的性能。
（一）聚丙烯共混物
尽管聚乳酸和碳纳米管的共混已获得初步成功，但研究人员发现聚乳酸与碳纳米管之间存在巨大的界面相容性问题。
因此，研究人员将聚丙烯与碳纳米管相混合，制备出具有强度、尺寸和磷酸酯热稳定性最佳的碳纳米管复合材料。研究结果表明，改性聚乳酸和聚丙烯的共混体系具有较好的机械性能和稳定性，其强度和磷酸酯热稳定性均有所提高。
（二）聚氨酯共混物
研究人员采用溶液浇铸、热压制等方法将碳纳米管引入聚氨酯中，制备碳纳米管改性聚氨酯。
研究表明，碳纳米管的添加可以显著改善聚氨酯膜的力学性能和稳定性。此外，碳纳米管还可以影响聚氨酯膜的电学性能、阻抗和电导率等指标。
四、结论
碳纳米管改性聚乳酸及其共混物因其许多特点已成为材料科学领域的研究热点。目前，碳纳米管的加入对聚乳酸和其他高分子材料的力学性能、热稳定性和稳定性均有所提高。此外，加入碳纳米管还能够改变纤维形态，影响电学性能、阻抗和电导率等指标。但是，从实际应用角度考虑，目前碳纳米管的制备难度大、成本高，仍需要进行更多的研究来解决这些问题。