TW200418722A

TW200418722A - Nanotube polymer composite and methods of making same

Info

Publication number: TW200418722A
Application number: TW092132301A
Authority: TW
Inventors: Pulickel Ajayan; Chang Y Ryu; Nirupama Chakrapani; Guna Viswanathan; Seamus Curran
Original assignee: Rensselaer Polytech Inst
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2004-10-01
Also published as: AU2003291061A1; US20060252853A1; WO2004046031A1

Description

200418722 玖、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明有關單壁與多壁奈米管/聚合物複合物、製造與控制彼之外形的方法，以及其作為電器、電子及/或光學應用之活動組件用途。【先前技術】央國薩塞克斯大學（Sussex University)的Harold尺⑺化與美國萊斯大學（Rice University)的Richard Smalley及其同事於富勒烯（Fullerene)之發現，刺激了研究者進一步探索碳分子奈米結構。1991年當NEC實驗室之Sumi〇iijima使用高解析度透射電子顯微鏡觀察碳奈米管時，大幅擴展了碳奈米管領域。碳奈米管（CNT)係sp2雜化石炭原子之自組性同轴圓柱形石墨板。由於其獨特f狀結構與大縱橫比（長對直徑比），其具有顯著的機械與電子性質’使其成為未來奈米技術之最：潛能材料。 CNT有兩種類型.多壁碳奈米管⑽職丁)與單壁碳夺 (SWNT)°CNT係具有獨特之奈米結構及值得注目之電Μ 機械性質。由於奈米管可被視為-維量子線之原型，所以研究團體的興趣首先集中在其外來電子性他實用性質，特別是％* 有見應用層一可用=jr”的興趣已成長到潛在用於例如示米尺寸電子設備以加強聚八物材料’或是作為電子應用之活動組件。 σ 預料SWNT如^太應用中常使用之碳纖維般，非常堅固 89530 200418722 而且在伸展日夺可以抗破裂。SWNT在破裂之前可以伸長數個百分比。其可以扭轉、平坦化並彎成小圈或是沿著銳彎彎曲，不會斷裂。此外，請明黃剖面的嚴重扭曲也不會使其斷裂。曰 CNT的其他優點係其在屡縮時之表現。其與在壓縮時很容易破裂的碳纖維之不同在於，CNT會形成扭結狀隆起，當應力釋放時，該扭結狀隆起可以彈性地鬆弛。因此，⑽ 不僅具有碳纖維之令人滿意性質，而且更具有撓性，並且可以壓縮而不破裂。此等優秀機械性質本身或是結合其他令人滿意性質可以用於許多應用。 CNT之機械性質使其極適於處理㈣尺度結構。因此，暸解CNT方面的進步對於整體奈米技術具有重大影響。目前正在考慮的許多此等應用與MWNT有關，部分原因是 MWT問世時間較長，部分原_許乡此等應帛並非明確地仰賴主要在SWNT中所發現的一維量子效應。、為基磓的結構提供令人振奮的奈米尺度電子應用可能性、。以與複合物中使用碳纖維以強化結構或是加強主要成份導電性之相同方式下，CNT可與主聚合物（或金屬）混合’配製供特定應用使用之CNT物理性質。由於CNT很小，故其可用於聚合物複合物中，形成特定形狀。此外，其可以與可噴佈在表而μ从上作為V電塗料或塗層之低黏度複合物結合。因為SWNT的各種令人滿意性質(例如

…丨工貝V們如，揚氏模數、勁Z 與挽性極南），其已瘦並、盘#、曰遍破視為作為複合材料中填料的 89530 200418722 具吸引力對象。詳見TreaCy等人Naure 381: 678 (1996);

Yakobson等人 J. Phys· Lett. 76: 2511 (1996)。不過，此等複合系統的成功應用需要分散均勻而且與該主基質具有良好黏著性之奈米管。奈米管束的不良溶解性與剝落作用使得 SWNT的處理更加困難。此外，原本就微弱的奈米管_聚合物父互作用形成的界面黏著性差，因而導致奈米管聚集在該基質内。雖然已研究出各種化學途徑以達成奈米管溶解性，但是大部分方法不是使奈米管變短，不然就是引發過當功能，而破壞該管的原有結構。詳見例如HirschK Angew. chem.

Int’ Ed· 41: 1853 (2002)與 Uu 等人於 Science 280: 1253 0998)¾表之文早。用以改善奈米管聚合物界面黏著性之聚合物接枝作用大抵應用在經酸處理奈米管方面。但是，此種接枝作用仍然會造成管狀架構部分損毁。詳見例如以⑽ 等人於 Langmuir 17: 5125 (2〇〇1)之文章。因此，需要製造可用於種種應用與複合物之均勻分散奈米管。【發明内容】本發明實施樣態之-係提i種製造經衍生且分散均句之碳奈米管（CNT)的改良方法，該方法包括使未經衍生⑽ 與離子化劑反應，因而在該未㈣生CNT表面上產生陰離【實施方式】下文#明本發明佳實例。應暸解，該途述僅用以 89530 200418722 舉例說明本發明。已習知可以將負電荷導致C60上，然後此等陰碳離子可以進一步作為陰離子起始劑。詳見Ederle與Mathis等人於 Macromolecules 30:4262 (1997)發表之文章。因此，本發明實例之一有關經衍生而且分散均勻之CNT，其包括許多官能基，該等官能基係在單一步驟中，使用一種陰離子法直接或間接連接於該CNT表面。關於經衍生且分散均勻CNT，「經衍生」與分散均勻」具有下列意義。「分散均勻」意指該奈米管實質上均勻分佈在該基質中，沒有相分離現象（即，該基質特定區域中容許有 1至20百分比不均勻度，以1至5百分比不均勻度為佳）。較佳情況係，過半數該分散均勻之CNT不會聚集成束。約60% 該經衍生且分散均勻之CNT不會聚集成束為佳，約80%更佳，約90%最佳。「經衍生」意指該經衍生且分散均勻之CNT 表面上包含官能基；包含一種直接連接/接枝在該CNT表面之聚合物；或是包含一種經由該官能基連接/接枝在該CNT 表面上之聚合物。如上述，該官能基可以直接或間接連接於該CNT表面。當官能基直接連接於該CNT表面時，官能基與該CNT間沒有任何間隔基。因此，該官能基係例如一 C〇2H基團，該C〇2H 基團之碳原子直接連接於該CNT。

當該官能基間接連接於該CNT表面時，該官能基與該 CNT表面之間有一間隔基。因此，例如當OH官能基間接連接於該CNT表面時，由一個間隔基隔開該OH基團與該CNT 200418722 表面。本發明實例前後文中之「間隔基」實例係一 cN6烷基間隔基。直接或間接連接於該CNT表面之官能基有三種用途。首先，·其在相鄰CNT上之官能基之間提供空間鬆度及/或靜電推斥，因此有助於去聚束/分散CNT。其次，該官能基會提高經衍生之CNT有機材料中之溶解性，因而使該經衍生且分散均勻之CNT適合與基質混合。在形成該基質之前，該經衍生且分散均勻之CNT可以溶解於一或多種用以製造該基質之組份。第三，該官能基在CNT上提供可以接枝聚合物之位置。當使用官能基將聚合物接枝在該CNT上時，該 CNT係與該聚合物基質結合。本發明實例之一的陰離子方法有關使用一種離子化劑。離子化劑係可以在CNT表面上添加雙鍵，因而在未衍生 CNT表面上產生陰離子（碳陰離子）之任何作用劑。離子化劑包括例如金屬有機起始劑，諸如烧基經化合物（鹽）、苟基鈉與枯基納。亦可使用基圑離子起始劑，諸如蔡化納。在一較佳實例中，該CNT係SWNT，惟亦可使用MWNT。用以產生經衍生且分散均勻之CNT的陰離子方法不會使 CNT的原始結構分解。此外，該方法不需要奈米管預處理（例如，以強酸處理，使該SWNT去聚束）。最後，該方法不會對該奈米管表面產生過度化學改變。此種CNT表面之過度化學改變可能導該奈米管機械強度變差，而且亦會造成電子結構流失。請參考 Garg and Sinott，Chem. Phys. Lett. 295: 273(1998)。 89530 -10- 200418722 在-實例中’隨後以-種醇（例如，甲醇或乙醇）驟冷使用該陰離子方法在該未經衍生CN 丁表面上形成陰離子。所形 f之CNT可視為由於添加於該™τ雙鍵之離子化劑仍然附著而行生的。§所使用之離子化劑係燒基鐘鹽冑，例如，该經街生且分散均句之咖係、經烧基衍生且分散均句之 NT因此，右使用另丁基鋰作為該離子化劑，該^^^丁表曰連接另丁基。簡而言之，熟習本技術之人士將會認可，即使所形成陰離子隨後會與將官能基直接或間接連接於該CN 丁表面之作用劑反應、，該⑽表面包括附著於其上之離子化劑。另貝例中，可以藉由添加一種與該未經衍生CN丁表面上之陰離子反應之作用劑使該經衍生之⑽表面衍生，代曰以種醇‘冷㈣離子，因而產生經衍生且分散均勾之 CNT 〇在貝例中，使用陰離子方法在該未經衍生cnt表面上形成的陰料隨後與將官能基直接或間接連接㈣CNT表面之作用劑反應。或者，可以如下述，將聚合物陰離子（諸女κ笨乙烯基鋰）直接添加或附著於該丁表面。將官能基直接或間接連接於該CNT表面之作用㈣限制性實例包^ C〇2、王衣氧乙统與X(alk)NRR，（其中，X係Br或C卜alk係一個Cl_0烷基鏈，而R與Rf與其所連接的氮一同形成一個 2,2,5,5-四烷基-2,5·乙矽烷環戊烷環）。使用C〇2作為該作用料，⑶2H係直接連接於該CNT表面之官能基。蚀田k 便用裱氧乙烷或X(alk)NRR，時，OH與NRR， 89530 200418722 分別因為烷基使該OH與NRR，與該CNT表面分開，而間接連接於該CNT表面。利用本技術中習知之方法（例如1%hci溶液），可以將該NRR，基團轉換成Nh2基團。

在一實例中，經c〇2H、衍生且分散均勻之cNT 神用於將聚合物接枝在CNT表面上。例如，該經衍生且分散，勻之CNT上之⑶邮團可用於將聚酸胺類（例如耐論）與聚酯類（例如聚（對苯二甲酸乙二酯），習知為ρΕτ)接枝在 X CNT表面上。ΝΗ2基團可用於將聚醯胺類接枝在cN丁表面上。〇Η基團可用於將聚酯類接枝在該cN 丁表面上。 =另焉例中，聚合物可以直接連接於該〔NT表面。以該陰離子方法生成之陰離子會與某一種單體反應，因而形成種可與其他單體反應之新的陰離子物f，因此產生—種新的陰，子物質。因此’由該陰離子方法所形成之陰離子起始違早體之聚合作用，並進行到單體消耗完或是添加使任何陰離子驟冷，因而使該聚合物反應中止的質子化劑（例如’一種醇）為止。可用以直接連接聚合物與CNT之單體實例包括：乙稀單體、丙烯酸單體與雜環單體。、：浠單體包括但不局限於苯乙烯、甲基笨乙烯、經取代求乙烯(例如’對_甲氧基、對-乙烯基、對'氯、對與對-二甲美土鬥一 * 土土）、二烯類（例如丁二烯、異戊間二烯、戊 ~ 14本基丁二烯)、乙烯基萘、乙烯基吡啶等。、希^單體包括但不局限於丙烯酸院Μ例如，甲基、乙土與丁基）、丙烯腈與曱基丙烯腈。 89530 -12- 200418722 雜環單體包括但不局限於環氧乙烧、丙稀化氧、里丁稀化氧、己内酯、吡嘻烷綱、乙交酯與環硫乙烷。在另-實射，在-種聚合物上生成該碳陰離子，然後碳陰離子再與CNT反應。例如，纟乙稀單體之陰離子聚合作用所形成之聚合物的末端乙烯碳陰離子可與cnt反應，因而提供經聚合物衍生且分散㈣之CNT。此種情況下，㈣一種驗使乙稀基單體發生親核化學反應，目而產生乙細碳陰離子。用以形成該乙烯碳陰離子之範例驗類包括院基鐘鹽（例如，另丁隸、正丁減料）。然後，聚合該乙 ~碳陰離子’產生—種末端乙烯碳陰離子。然後，該末端乙烯陰離子與CNT反應。驟冷由此種反應形成之陰離子之 t ’製得經聚合物衍生且分散均勻之CNT。須注意，此種情況下，該末端乙烯碳陰離子係作為離子化劑。本發明實例之經衍生且分散均勻之CNT在有機材料中具有高度溶解性。溶解性提高使得其最適合製造混合經衍生且分散均勻之CN丁與此種有機材料所形成之基質（例如聚合物基質材料）的複合材料。在一貫例中，將該經衍生且分散均勻之CNT溶解於一種可以形成基質之有機材料中。形成該基質時，將該Cnt與 5亥基質結合。所形成之基質可能與已附著在該經衍生且分勻勻之CNT上之任何聚合物相同或不同。例如，該經衍生且分散均勻之CNT表面上可能經由一種醇或胺官能基而附著聚酯類。結合此種經聚酯衍生且分散均勻之cnt的基貝不舄為I §曰基質，其可以例如聚酸胺基質或聚碳酸酯基 89530 -13 - 200418722 質代之。以本發明實例預期的基質包括但不局限於聚醯胺、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚磺醯胺、聚碳酸酯、聚脲、聚膦醯胺、聚丙烯酸酯、聚醯亞胺、聚（醯胺酸酯）、聚酯醯胺）、一種poly(enaryloxynitrile)基質或其混合物。在另一實例中，該經衍生且分散均勻之CNT與一種含硫聚合物基質（例如芳族聚二硫代碳酸酯與聚硫代碳酸酯）或液晶（LC)熱熔主鏈聚酯與共聚酯基質結合。在另一實例中，該經衍生且分散均勻之CNT係與和耐綸及聚酯6,10或12,10相關之聚（酯醯胺）基質結合。例如，聚（酯醯胺）可包括共聚物，諸如聚（己二酸丁聚酯）-共聚-(胺基己酸醋）。在另一實例中，該經衍生且分散均勾之CNT係與一種芳族-脂族聚（烯胺腈）(PEAN)、交聯聚醯胺或聚酯網狀結構、含氟伸甲基橋聯芳族聚酯，或是發藍光聚醚類之基質結合。可將該經衍生之CNT溶解於一種單體，然後藉由聚合作用與該基質結合，完成此一目的。在另一實例中，該經衍生且分散均勻之CNT係與下列聚合物或混合聚合物之基質結合：聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二酯（PC/PBT)、聚碳酸酯/聚對笨二曱酸乙二酯（PC/PET)、以經改良聚伸苯醚（PPE)強化之聚醯胺（PA)、聚伸苯硫醚 (PPS)、聚對苯二曱酸丁二酯（PBT)、聚對苯二甲酸乙二酯 (PET)、？畏醚醯亞胺、可膨脹聚苯乙烯聚（2,6-二甲基·1，4-伸苯醚（PPE)、經改良聚伸苯醚（PPE)、聚碳酸酯（PC)、丙烯 89530 -14- 200418722 酉文本乙缔-丙稀腈（ASA)、聚破酸醋/丙稀猜_ 丁二婦_苯乙稀 (PC/AILS)與丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯（ABS)或其混合物。，在另只例中，包括經衍生且分散均勻之CNT之複合材㈣作㈣帶偏移結構之電子承㈣置。此種頻帶偏移結構實^包括諸如發光二極體（LED)、液晶顯示器（lcd)、光伏打衣置、肖特基連接裝置與太陽能電池等裝置。在另-實例中’該包括經衍生且分散均勻之cnt之複合材料係用於電光應用、電子發射搶、光伏打裝置、其他電子裝置，諸如電漿顯示器、奈米電子、氣體、輕射或熱感應杰、抗靜電材料、作為裝置結構之活性電子材料、作為反應 ^溫度場力材料之活性組份、作為生物活性應用之活性組份、作為工程樹脂之活性組份、作為熱導體、作為熱絕緣體、作為複合物合成線、作為複合物網、作為複合物丸粒或複合物薄膜（1 mm至⑺⑽厚）。該聚合物基質中之分散均勻奈米管的對準可作為形態設計與應用之因子。大致說明本發明之後，參考下列實例將會更暸解本發明除非另有說明，否則本處提出之此等實例僅供舉例說明 ’不希望其限制本發明。

實施例1 : 一般SWNT 由 Carbon Nanotechn〇1〇gies Inc (美國休士頓）取得 Hipc〇 SWNT。該管之平均長度約1 _，主要雜質係鐵觸媒粒子 ⑸原子$ 了確使該奈米f沒有空氣以及在衍生之前 =收的濕氣，於2⑽。c之動態真空⑽3托耳）下乾燥該奈米吕12小時，然後貯存於氬氣中。由於純化製程可能會導入 89530 -15- 200418722 干擾碳陰離子形成之官能度，故在未經進一步純化之下使用以該HiPCO法製得之SWNT。詳見Nik〇;laev等人於chem.

Phys. Lett. 3 13:91 (1999)之文章。實施例2 :接枝烧基使一種烷基鋰R㈠Li(+)(例如，另丁基鋰）與經乾燥8貿1^丁反應，起始該碳奈米管中形成碳陰離子，枝於該SWNT表面上。’然後，添加脫氣之f子性醇（f= 醇及/或丁醇），藉由質子化作用使該SWNT上之碳陰離子驟冷。此種處理期間，由於反應期間介於帶負電荷之sWN丁間的靜電推斥，該SWNT分散均^去聚束。由於請财不再聚集成束’該反應溶液保持均勻狀態。實施例3 :導入官能基導入NH2基團使-種㈣鋰R㈠Li(+)(例％，另丁基經）與經乾燥swnt 反應，起始SWNT表面上形成陰離子。然後，使該包括陰離 :之SWNT與H3_溴丙基)_2,2,5,5_四甲基_氮雜_2,5_乙：烷 ί衣戊烷塚反應’以接枝該受保護胺官能基。然後，以一種經去除、質子性醇處理該反應混合物，如此以受控制方式驟冷任何剩餘的陰離子。然後’藉由在1%肥溶液中回流，水解該受保護胺基。’然後，乾燥該經Ν Η 2衍生且分散均^ 之 SWNT。導入COOH基團使一健基鐘R(-)Li(+)(例>，另丁基經）與經乾燥SWNT 反應’起始SWNT表面上形成陰離子。然後，使該包括陰離 89530 -16- 200418722 子之SWNT與乾燥且無氧之二氧化碳氣體反應。然後，以一種脫氣質子性醇處理該反應混合物，如此以受控制方式驟冷任何剩餘的陰離子。然後，乾燥該經C〇2H衍生且分散均勻之SWNT。導入OH基團使一種烷基鋰R(-)Li(+)(例如，另丁基鋰）與經乾燥SWNT 反應，起始SWNT表面上形成陰離子。然後，使該包括陰離子之SWNT與乾燥且無氧之環氧乙烷氣體反應。然後，以一種脫氣質子性醇處理該反應混合物，如此以受控制方式驟冷任何剩餘的陰離子。然後，乾燥該經OH衍生且分散均勻之 SWNT。實施例4 :藉由陰離子聚合作用接枝乙烯基聚合物接枝乙稀基聚合物使一種烷基鋰R(-)Li(+)(例如，另丁基鋰）與經乾燥SWNT 反應，起始SWNT表面上形成陰離子。然後，使該包括陰離子之SWNT與乙烯基單體反應，以起始陰離子聚合作用。然後，使該反應混合物與一種脫氣質子性醇處理該反應混合物，如此以受控制方式驟冷任何剩餘的陰離子。接下來，使用甲醇沉澱該經聚合物衍生且分散均勻之SWNT。換句話說，該經聚合物衍生之SWNT已與一種同元聚合物基質結合。視情況需要，經由0.2微米之特夫綸膜過濾器過濾此等混合物之曱苯溶液（其溶解該同元聚合物），可以容易地分離經聚合物衍生之SWNT與同元聚合物。接枝苯乙烯 89530 -17- 200418722 藉由與一丁基鎮（庚烧中之1M溶液，Aldrich)預聚合作用純化苯乙烯單體2小時，脫氣並藉由真空蒸餾收集。在濃縮硫酸中授拌2天純化環己烷（99.8%，Fisher Scientific)，然後於聚苯乙烯基陰離子回流。於使用對該溶劑脫氣。將配單體與溶劑二者貯存於氬氣中，直到進一步使用為止。使用另丁基鐘（於環己烷/己烷（92/8)中之13 Μ溶液，Acros Organics)作為標準。就所有實驗而言，所使用之苯乙烯數量為1〇 mL。起始劑數量（另丁基鋰）視所需之聚苯乙烯分子量而變化。例如，若欲製得20,000 §111〇1-1之分子量，使用1〇11^之經純化苯乙烯單體與0.5 mL之另丁基鋰，如此在末端乙烯基碳處產生該苯乙烯基陰離子。然後，該苯乙烯基陰離子聚合形成一種末端聚苯乙烯基陰離子。然後，使該末端聚苯乙烯基陰離子與该SWNT反應。使該經苯乙烯衍生之SWNT表面上形成的陰離子驟冷之後，以甲苯清洗，並經由〇 2 μπι特夫綸膜真空過濾分離該接枝聚苯乙烯之奈米管與該聚合物基質。重複清洗與過濾步驟，於真空中乾燥此等奈米管一夜。為了確保完全去除任何吸收之聚苯乙稀，將經乾燥之奈米管再分散於甲苯中’並重複該清洗與過濾步驟。該無未接枝聚本乙烯且包含接枝聚苯乙烯之SWNT的最終產物於真空中乾燥一夜。實施例5 使用聚合陰離子接枝乙烯基聚合物丁基鐘）與經純化乙烯基經乾燥SWNT反應，因而使一種烷基鋰R㈠Li(+)(例如，另單體反應。該形成之聚合陰離子與 89530 -18- 200418722 產生經聚合物衍生且分散均勻之SWNT。然後，以脫氣之質子性醇處理該反應混合物，如此以受控制方式驟冷任何剩餘的陰離子。然後，使用甲醇沉澱該經聚合物衍生且分散均勻之SWNT。該產物係經聚合物衍生之SWNT與同元聚合物之混合物。換句話說，該經聚合物衍生之SWNT已與一種同元聚合物基質結合。當然，該同元聚合物係由過量烷基鋰與乙烯基單體之反應所形成。視情況需要，經由0.2微米之特夫綸膜過濾器過濾此等混合物之甲苯溶液，可以容易地分離經聚合物衍生之SWNT與同元聚合物。 ® 實施例：結合經衍生且分散均勻之SWNT與一種聚合物基質藉由在一種普通溶劑中預混合聚合物與該經衍生可溶性 CNT，或是將該經衍生CNT溶解於該單體中，然後聚合之，可以該經衍生且分散均勻之奈米管與各種聚合物基質結合。在前一種方法中，例如，在預形成聚合物（諸如聚（甲基丙烯酸甲酯））同時，將接枝聚苯乙烯之CNT溶解於甲苯中。然後，使用一種抗溶劑（諸如甲醇）沉澱該分散液，製得分散 φ 均勻之含CNT複合物。或者，將該經衍生CNT溶解於一種單體中，然後進行聚合作用，諸如界面或懸浮聚合作用，使該CNT結合於該基質中。例如，就耐綸基質而言，其方法可能如下。將經衍生CNT溶解於一種含有機相氯化二羧 . 酸，並將二胺溶解於水中。使這兩層不互混之液態層懸浮，在界面處製得一種聚醯胺-CNT複合物，並且不斷地抽出彼（即，界面聚合作用）。由前述說明，熟習本技術之人士可以很容易探查本發明 89530 -19- 200418722 之質本特徵，而且在不違背本”、技術之人士毋需過度實驗即可/%神與耗圍下，熱習本 τ祜甘Λ 仃本發明之各種改變I修、專於各種用途與條件。本文所引用之所有專利凊案與公告全文係以提及的方式併入本文中。 89530 20.

Claims

200418722 拾、申請專利範圍： 1 · 一種製造經衍生且分散的Λ々2：山Α ϊ Μ 、刀放均勻之妷奈米管（CNT)之方法，該方法包括反應-種未經經衍生CNT與一種離子化劑，如此在該未經衍生CNT表面上產生陰離子。 2 ·根據申請專利範圍第1 古、土囷乐1貞之方法，其中該CNT係s WN丁。 3 ·根據申請專利範圍第1 、土 ^ , 萃巳图弟1項之方法，其中該CNT係MWNT。 4 根據申請專利範圍第彳JgΓ、土 ^ , 季巳国弟1項之方法，其中離子化劑係一種烷基鋰鹽。 5.根據申請專利範圍第4項之方法，其中該烧基鐘鹽係另丁基鋰。 6.

根據申請專利範圍第㈣之方法，進—步包括以一種醇驟冷該陰離子，如此製造經絲衍生且分散均句之CNT。根據申請專利範圍第1項之方法，進-步包括反應該CNT 表面上之陰離子與一種使官能基連接於CNT之作用劑，如此製造包括連接於該CNT上之官能基的經衍生且分散均勻之CNT。 8. 2據中請專利範圍第7項之方法，進—步包括經由―個官月匕基’將一種聚合物接枝於該CNT表面上。 9· «中請專利範圍第7項之方法，進—步包括將該經衍生且分散均勻之CNT結合於一種基質内。 1〇.根據申請專利範圍第8項之方法，進-步包括將該經衍生且分散均勻之CNT結合於一種基質内。 u’根據申請專利範圍第10項之方法，其中該基質與接枝於該經衍生且分散均勻之CNT相同或不同。 89530 12 ^ tb .又课申請專利範圍第9或10項其中一項之方法，其中該基、不|醯胺、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚磺醯胺、聚碳酸 || ^ 取 I脲、聚膦醯胺、聚丙烯酸酯、聚醯亞胺、聚（醯胺、曰來（酉日醯胺）、一種poly(enaryloxynitrile)基質或其说合物。 13· 2據申請專利範圍第9或10項其中一項之方法，其中該基貝係含硫聚合物基質或液晶（LC)熱熔主鏈聚酯與共聚酯基質。 14.根據申請專利範圍第13項之方法，其中該含硫聚合物基 1 、’、一種芳族聚二硫代碳酸酯基質或聚硫代碳酸酯基質。拼據申明專利範圍第9或1 0項其中一項之方法，其中該基質係與和耐綸及聚酯相關之聚（酯醯胺）基質。、據申5月專利範圍第1 5項之方法，其中該聚酯係6，1 0或 1 2，1 0聚酉旨。 17·根據中請專利範圍第15項之方法，其中㈣論係6, 1〇或 12，10耐綸。 18·:據申請專利範圍第9或10項其中-項之方法，其中該基貝匕係一種芳族-脂族聚（稀胺腈KPEAN)、交聯聚酿胺或聚 L狀結構、含氟伸甲基橋聯芳族聚酯，或是發藍光聚醚類之基質。 a t據中請專利範圍第9或1()項其中—項之方法，其中該基 f係=碳酸醋⑼對苯二甲酸丁二醋（PC/PBT)、聚碳酸醋/ ♦對苯一甲酸乙二酯(PC/PET)、以經改良聚伸苯醚(PPE) 強化之聚酿胺（PA)、$伸苯硫鍵（pps)、$對苯二甲酸丁 89530 200418722 二驗（ΡΒΤ)、聚對苯二曱酸乙二酯（pet)、聚醚醯亞胺、可膨脹聚苯乙烯聚（2,6-二甲基-丨，4-伸苯醚（PPE)、經改良聚伸笨醚（PPE)、聚碳酸酯（PC)、丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈 (ASA)、聚碳酸酯/丙烯腈·丁二烯-苯乙烯（pc/AILS)與丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS)或其混合物。 20·根據申請專利範圍第7項之方法，其中該官能基係直接連接於該CNT表面。 21·根據申請專利範圍第7項之方法，其中該官能基係間接連接於該CNT表面。根據申明專利範圍第7項之方法，其中官能基係選自、OH與ΝΗ2Α組成之群組。組成之群組其中 X係 Br或.ΓΊ，π a β ^

乙矽烷環戊烷環。 23.根據申請專利範圍第7項之方法，其中使官能基連接於 CNT表面之作用劑係選自％、環氧乙烧與柳邮狀，所

仿生之CNT表面上產生陰離子； 89530 種離子化劑反應，生陰離子；以及 200418722 ⑻使該CNT表面上之陰離子與將官能基連接於該CN丁表面之作用劑反應。 26. 根據申凊專利範圍第25項之方法，其中該離子化劑係另丁基鐘，而該CNT係S WNT。 27. 根據申請專利範圍第25項之方法，其中該將官能基連接於CNT表面之作用劑係選自c〇2、環氧乙烷與x(alk)NRRf 所組成之群組，其中X係以或C1，a][k係一個Cm烷基鏈，而尺與R’與其所連接的氮一同形成一個2,2,5,5-四烷基· 2,5-乙矽烷環戊烷環。 28. 根據申請專利範圍第25項之方法，其中該官能基係直接連接於該CNT表面，而且該官能基包括c〇C)H。 29_根據申請專利範圍第25項之方法，其中該官能基係間接連接於遠CNT表面，而且其中該官能基係選自oH與NH2 所組成之群組。 30·根據申請專利範圍第25項之方法，進一步包括將該經衍生且分散均勻之CNT結合於一種基質内。 3 1. —種製造經衍生且分散均勻之碳奈米管之方法，其中該 CNT包括連接於其表面之官能基，該方法包括： (a) 使。亥未經衍生之cnt與一種離子化劑反應，因而在該未經衍生之CNT表面上產生陰離子； (b) 使4 CNT表面上之陰離子與將官能基連接於該cnt表、面之作用劑反應；以及 (C)、..二由4 g忐基將第一聚合物接枝於該cNT表面上。 32.根據中請專利範圍第31項之方法，其中該離子化劑係另 89530 200418722 33. 34. 35. 36. 37. 38. 丁基鐘，而該CNT係S WNT。根據申請專利範圍第31項之方法，丨中該將官能基連接於CNT表面之作用劑係選自c〇2、環氧乙烷與x(aik)NRRf 所組成之群組，其中x係汾或Cl，alk係一個Cl6烷基鏈，而Κ與R與其所連接的氮一同形成一個2,2,5,5-四烷基_ 2,5-乙矽烷環戊烷環。根據申請專利範圍第3 1項之方法，其中該第一聚合物係聚醯胺、聚酯、聚胺基曱酸酯、聚磺醯胺、聚碳酸酯、 5^脲、聚膦醯胺、聚丙烯酸酯、聚醯亞胺、聚（醯胺酸酯）、水（s日fe胺）、一種poly(enaryl〇xynitri⑷基質或其混合物。根據申請專利範圍第31項之方法，其中該官能基係直接連接於該CNT表面，而且該官能基包括c〇〇h。根據申請專利範圍第31項之方法，其中該官能基係間接連接於該CNT表面，而且其中該官能基係選自〇11與NH2 所組成之群組。根據申請專利範圍第31項之方法，進一步包括將該經衍生且分散均勻之CNT結合於一種基質内，或是其中該第一聚合物形成一種複合聚合物-CNT材料之基質。一種製造經衍生且分散均勻之碳奈米管（CNT)之方法，包括 (a) 反應聚合物陰離子與該未經衍生之^Ντ，因而在該 CNT表面上產生陰離子；以及 (b) 以一種醇驟冷該陰離子，如此製造經第一聚合物衍生且分散均勻之CNT。 89530 200418722 39. 根據申請專利範圍第38項之方法，進_步包括使該經聚合物衍生之CNT結合於與第一聚合物不同之第二聚合物基質内。 40. 根據申請專利範圍第38項之方法，其中該第一聚合物形成一種複合聚合物-CNT材料之基質。 41. 一種製造經聚合物經衍生且分散均勻之碳奈米管（cnt) 之方法，包括： (a) 反應未經經衍生之CNT與一種離子化劑’因而在該未經衍生CNT表面上產生陰離子； (b) 反應該CNT表面上之陰離子與第一聚合物，因此使該第一聚合物接枝於該CNT上。 42. 根據申請專利範圍第41項之方法，其中與一種聚合物反應之步驟包括反應該CNT與一種單體，如此使該單體聚合形成接枝於該CNT表面之第一聚合物。 43. 根據申請專利範圍第41項之方法，其中該第一聚合物包括一種乙烯基聚合物。 44. 根據申請專利範圍第則之方法，進—步包括將該經聚合物衍生之CNT結合於與該第一聚合物不同之第二聚合物基質内。 45. 根據申請專利範圍第〇項之方法，其中該第一聚合物形成一種複合聚合物-CNT材料之基質。 46·種包括經衍生且分散均勻之cnt之複合材料，其中該 CNT係分散均勻於一種聚合物基質中；而且其中該⑶τ 包括位於其表面上之官能基、直接接枝於該CN 丁表面之聚 89530 200418722 合物，或是經由該官能基接枝於該CNT表面之聚合物其中一者。 47·根據申請專利範圍46第項之複合材料，其中該複合材料係與選自發光二極體（LED)、液晶顯示器（Lcd)、光伏打裝置、肖特基（Schottky)連接裝置、太陽能電池、電子輸送裝置中之模擬低功函數電性連接、電光裝置、電子發射搶、光伏打裝置、奈米電子裝置、氣體、輻射或熱感應器 '抗靜電材料、裝置結構之活性電子材料、反應溫度/壓力材料之活性組份、生物活性應用之活性組份、工程樹脂之活性組份、熱導體、熱絕緣體、合成線、網、丸粒或物薄膜所組成群組之物件結合。 48·根據申請專利範圍46第項之複合材料，其中該複合材料係以申請專利範圍第2 5、3 8或41項之方法製造。 89530 200418722 柒、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（）圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明：捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 89530