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Progress in Chemistry 2010, Vol. 22 Issue (04): 684-695 Previous Articles   Next Articles

• Invited Article •

Functionalization and Structure Control of Carbon Nanotubes with Polymers: Polymers-Grafted Carbon Nanotubes

Yang Yingkui1**; Qiu Shengqiang1; Wang Xianbao1; Xie Xiaolin2**   

  1. (1. Faculty of Materials Science and Engineering, Hubei University, Wuhan 430062, China; 2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)
  • Received: Revised: Online: Published:
  • Contact: Yang Yingkui;Xie Xiaolin E-mail:yingkuiyang@gmail.com; xlxie@mail.hust.edu.cn
  • Supported by:

    National Natural Science Foundation of China

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Research on functionalization of carbon nanotubes (CNTs) with polymers has been attracted an increasing interest due to their potential applications in polymer-based functional nanomaterials. Therefore, most recent progress in the chosen field is summarized according to the grafting-to and grafting-from techniques. The grafting-to technique involves direct attachment of as-prepared polymers to CNTs by derivation reaction of the CNT-bound carboxylic groups (i.e., acylation-esterification, and acylation-amidation and direct condensation reaction), addition reaction (i.e., macromolecular radical coupling, azido-cycloaddition and thiol-coupling reaction. The grafting-from approach can be grouped into five types: (i) common free radical polymerization; (ii) controlled/living free radical polymerization (CLRP); (iii) ionic polymerization; (iv) ring-opening polymerization; and (v) polycondensation. The CLRP techniques further include surface-initiated atom transfer free radical polymerization (ATRP), nitroxide-mediated free radical polymerization (NMRP) and reversible addition fragmentation chain-transfer polymerization (RAFT) in the presence of the CNT-supported macroinitiators. Moreover, polymerization of CNTs themselves by condensation reaction between the surface functional groups is briefly reported, both the current challenge and the future development towards the field of polymers-modified CNTs are also discussed in this article.

Contents
1 Introduction
2 Grafting-to techniques
2.1 Derivation reaction of carboxyl groups
2.2 Addition reaction
2.3 Thiol-coupling reaction
3 Grafting-from techniques
3.1 Common free radical polymerization
3.2 Controlled/living free radical polymerization
3.3 Ionic polymerization
3.4 Ring-opening polymerization (ROP)
3.5 Polycondensation reaction
3.6 Other surface-mediated polymerization techniques
4 Polymerization of CNTs themselves
5 Conclusion and outlook

Key words: carbon nanotubes(CNTs), polymers, grafting, funtionalization, structure control

CLC Number: 

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