调控碳纳米管分布制备结构/功能一体化先进高分子复合材料

将碳纳米管引入高分子共混体系是实现复合材料高性能化与多功能化的有效途径。该类复合材料既能发挥不同高分子组分间结构和性能优势互补的特点，又能充分发挥碳纳米管高强、高模、导电等优势，复合材料在呈现优异机械性能的同时亦可呈现出特殊的功能特性。其中，碳纳米管在共混物中的选择性分布不仅会诱导共混物微观结构和形态的演变，也为开发结构/功能一体化先进共混物复合材料提供了新的选择，因而引起科学界与工业界的广泛关注。

本综述详细总结了近年来高分子共混物/碳纳米管复合材料的研究进展。首先介绍了影响碳纳米管在共混物中选择性分布的热力学和动力学因素，热力学因素包括碳纳米管与聚合物的相互作用参数，动力学因素包括碳纳米管自身特性、共混加工工艺（混合顺序、混合时间、剪切速率等）；其次介绍了碳纳米管对共混物的相形态（相容性、相分离、相转变）、流变行为、结晶行为等的影响；最后，从结构化和功能化的角度系统梳理了碳纳米管的选择性分布与共混物复合材料的性能（机械性能、导电性能、传感性能、形状记忆性能、电磁屏蔽性能、介电性能等）之间的关联，并指出该领域的挑战和机遇。

图1：碳纳米管在共混物中的选择性分布及其对共混物复合材料结构和性能的影响。

图2：碳纳米管在不相容共混物中选择性分布的五种状态及其相应的优异性能。(a)碳纳米管选择性分布于双连续共混物的连续相中，(b)碳纳米管选择性分布于海岛结构共混物的分散相中，(c)碳纳米管选择性分布于海岛结构共混物的连续相中，(d)碳纳米管选择性分布于海岛结构共混物的两相界面处，(e)碳纳米管选择性分布于双连续共混物的两相界面处。