碳纳米管在涂料中的应用研究概况
摘要：碳纳米管因其独特的结构和优异的物理化学性能，具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。综述了碳纳米管的结构、性能和制备方法以及碳纳米管在导电涂料、抗静电涂料、隐身吸波涂料等一系列功能性涂料中的应用研究现状，并指出了碳纳米管应用于涂料工业亟待解决的问题。
周如东，吴璇，张荣伟，陆文明，陆梦南
（中海油常州涂料化工研究院213016）
关键词：碳纳米管；导电涂料；抗静电；隐身涂料；吸波涂料
0.前言
纳米材料由于其尺寸处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特性，展现出许多独特的物理化学性质。20世纪80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国都给予了极大关注。它所具有的独特性质，给物理、化学、材料、生物、医 等领域的研究带米新的机遇。近年来，新型纳米材料和纳米技术在涂料工业中获得了大量应用，为提高涂料性能和赋予其特殊功能开辟了一条新途径。作为一种极具发展潜力的新型纳米材料，碳纳米管（CarbonNanotubes，CNTs）具有金属或半导体的导电性、极高的机械强度、储氢能力、吸附能力和较强的微波吸收能力等特性，将其应用于涂料领域，可使传统涂层的性能得到提升并赋予其新的功能。
1.碳纳米管的结构、性能与制备方法
1.1碳纳米管的结构
碳纳米管是由单层或多层石墨片绕中心按一定角度卷曲而成的无缝、中空纳米管（原子排列结构见图1）。按照所含石墨片层数的不同，碳纳米管可以分成单壁碳纳米管（Single-wallednanotubes，SWNTs）和多壁碳纳米管（Multi-wallednanotubes，MWNTs）。其中，SWNTs由一层石墨片组成；MWNTs由多层石墨片组成，形状与同轴电缆相似（剖面结构见图2）。
图1 SWNTs原子排列结构示意图
图2 MWNTs剖面结构示意图
1.2碳纳米管的性能
碳纳米管因其小尺寸效应和独特的分子结构，具有优异的物理化学性能。一维分子材料和六边形完美连接结构使碳纳米管具有质量轻、强度高的特点；较大长径比及sp2、sp3杂化几率不同使碳纳米管具有优良的弹性；直径、螺旋角以及层间作用力等存在的差异使碳纳米管兼具导体和半导体的特性；独特的螺旋状分子结构使碳纳米管构筑的吸波材料具有比一般吸收材料高得多的吸收率。此外，碳纳米管还具有独特的光学性能，良好的热传导性，极高的耐酸、碱性和__热稳定性。
来源:涂料与涂装资讯网 作者：周如东，吴璇，张荣伟，陆文明，陆梦南
