CN101189294B - 在聚合物基质中分散碳纳米管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在聚合物基质中分散碳纳米管的方法，包括借助催化体系通过单体聚合方法制备以涂覆用聚合物涂覆的碳纳米管的步骤，在该催化体系中，使用所述碳纳米管作为催化载体，所述碳纳米管在其表面上包括用于所述涂覆用聚合物的聚合的所述催化体系，并且所述涂覆用聚合物与主体聚合物基质是不溶混的；之后是所述涂覆的碳纳米管与聚合物基质热混合的步骤。

Description

在聚合物基质中分散碳纳米管的方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，更具体地涉及纳米复合材料。本发明涉及在聚合物基质中分散碳纳米管的改进方法。
背景技术
在聚合物基质复合材料中，根据颗粒的尺寸可以区分“微米复合材料”和“纳米复合材料”，“微米复合材料”指填料的三维尺度大于或等于微米，“纳米复合材料”是指填料的三维尺度中至少之一小于100nm，甚至大约为一至几十纳米。
纳米复合材料在工业领域特别受关注，因为它们具有相对较低的填料比(即小于10重量％)的显著性能。实际上，它们明显提高聚合物基质的机械或电性能。此外，与原纤维类型的增强不同，它们在所有空间方向增强聚合物基质。
已经提出包含碳纳米管作为颗粒填料的纳米复合材料用于各种应用。
然而，实际上，碳纳米管在聚合物基质中作为填料以形成纳米复合材料的应用遇到了问题。实际上发现，碳纳米管倾向于聚集在一起形成十分稳定的“束”，也称作聚集体或附聚物。这种聚集体的存在不利地影响它们存在于其中的复合材料的物理和机械性能。
为了避免这种聚集现象和保持形成所述复合材料的聚合物基质的物理、机械和电性能，考虑到了涂覆碳纳米管。因此，文献WO02/16257公开一种组合物，其包含聚合物涂覆的单壁碳纳米管。还可以提及的是文献WO2005/040265，其中公开了一种组合物，其包含聚合物基质和0.1至10重量％聚苯胺涂覆的碳纳米管。
然而，这些解决方案可以限制聚集体的尺寸而不能完全防止聚集体的形成，以获得纳米级的均匀分散。
此外，文献WO2005/012170公开一种特别的涂覆方法，该方法可以增加碳纳米管与它们所分散于其中的聚合物基质之间的相容性。这可以获得碳纳米管在聚合物基质中均匀和稳定的分散。所述方法的特征在于，碳纳米管由于在其表面固定助催化剂/催化剂对而被用作催化载体，以形成催化体系。在碳纳米管表面进行聚合之前活化催化体系以围绕这些碳纳米管形成涂层。
然而，上述方法中使用的涂覆用聚合物涉及的是与复合材料的聚合物基质可溶混的涂覆用聚合物。而根据本发明，使用基质和涂覆用的溶混的聚合物是不必要的，甚至可能起反作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解决方案，其没有现有技术中的缺点。
具体地，本发明的目的在于提供一种在聚合物基质中分散碳纳米管的改进方法，所述聚合物基质与用于涂覆碳纳米管的聚合物要么是不溶混相容的，要么是不溶混不相容的。
本发明的目的还在于使用改进的分散方法以获得纳米复合材料，其中碳纳米管在纳米级上均匀分散在聚合物基质中。
本发明涉及一种在主体聚合物基质中碳纳米管的分散方法，该方法包括下列步骤：
-借助于催化体系，通过单体聚合方法制备以涂覆用聚合物涂覆的碳纳米管，在该催化体系中，使用所述碳纳米管作为催化载体，所述碳纳米管在其表面上包括用于所述涂覆用聚合物的聚合的所述催化体系，所述涂覆用聚合物与所述主体聚合物基质是不溶混的，
-将所述涂覆的碳纳米管与不溶混的所述主体聚合物基质混合，所述涂覆用聚合物充当碳纳米管在所述主体聚合物基质中的输送体(transporteur)。
“主体聚合物基质”是指形成复合材料的基质的聚合物，其中分散有也被称作填料的颗粒。
当在不同测量级上观察相分离效果时，两种聚合物被视为不溶混相容或不相容的。使用扫描电子显微镜观察混合物可以在微米级上观察到这种相分离，这通常显示出在多数聚合物中的少数聚合物的小结。在准分子级上，由于两个玻璃化转变温度的存在而观察到两种聚合物的不溶混性，两个玻璃化转变温度是构成混合物的两种聚合物的特征。这些玻璃化转变可以通过各种技术测量，如差示扫描量热法或动态力学分析。
当混合物的自由能(ΔGmix)大于或等于0时，则两种聚合物被视为是不溶混的。
当混合物的自由能大于或等于0，当没有观察到两者各自的玻璃化转变温度(Tg)的变化，当混合物具有大于0的弗洛里-哈金斯(弗洛里-哈金斯)参数χ(chi)，并且当界面张力高时，则两种聚合物被视为是不溶混不相容的。界面张力与弗洛里-哈金斯参数χ(chi)的平方成正比，如果其大于2mN/m则被认为“高”。
当混合物的自由能大于或等于0，当观察到两者各自的玻璃化转变温度(Tg)的变化，当混合物具有低但大于0的弗洛里-哈金斯参数χ(chi)，并且当界面张力低时(即0-2mN/m)，则两种聚合物被视为是不溶混相容的。界面张力与弗洛里-哈金斯参数χ(chi)的平方成正比，如果其为0-2mN/m则被认为“低”。
对聚乙烯/EVA混合物而言，界面张力约为2mN/m时被认为是低的，而对聚乙烯/聚酰胺或聚乙烯/聚碳酸酯混合物而言，其大于2mN/m时被认为是低的。
根据特定的实施方案，本发明具有下述的一个或多个特征：
-不溶混相容的聚合物基质是与所述涂覆用聚合物在混合过程中形成两相的聚合物，混合物的自由能(ΔGmix)大于0；
-不溶混相容的主体聚合物基质选自聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、α-烯烃共聚物以及它们的混合物；
-主体聚合物基质是不溶混不相容的聚合物，其与所述涂覆用聚合物形成两相并且具有与所述涂覆用聚合物不同的化学结构，所述涂覆用聚合物和主体聚合物基质的混合物具有大于0的弗洛里-哈金斯参数χ(chi)和高界面张力；
-不溶混不相容的主体聚合物基质选自聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚苯乙烯、聚甲醛(POM)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、聚缩醛、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚亚磺酰(polysulfène)、聚丙烯腈、聚苯硫醚、聚苯醚、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚酯、聚偏1，1-二氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚硫化物、聚perfluoroaldoxyéthylene以及它们的混合物。
-涂覆用聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、α-烯烃的共聚物、共轭α-二烯烃聚合物、聚苯乙烯、聚环烯、聚降冰片烯、聚降冰片二烯、聚环戊二烯，以及它们的混合物；
-涂覆用聚合物是α-烯烃聚合物；
-涂覆用聚合物是聚乙烯；
-用于碳纳米管的涂覆用聚合物占涂覆的纳米管总重量的10至90重量％；
-碳纳米管的量为主体聚合物基质总重量的0.1-5重量％；
-碳纳米管的量为主体聚合物基质总重量的0.1-1重量％；
-碳纳米管是多壁碳纳米管(MWNT)。
本发明还公开了与主体聚合物基质不溶混相容或不相容的碳纳米管的涂覆用聚合物用于获得在主体聚合物基质中所述碳纳米管在纳米级上均匀分散的用途。
碳纳米管“在纳米级上”均匀分散是指碳纳米管在十亿分之一米等级上均匀分布。在该等级上，碳纳米管基本上彼此分开并且几乎不附聚或聚集。
“纳米复合材料”是指具有聚合物基质并掺入纳米颗粒作为填料的复合材料，所述纳米颗粒是指其至少尺度之一小于或等于100nm的颗粒。也可以是这种情况，颗粒的至少尺度之一是大约十亿分之一至几十米。
附图说明
图1说明制备涂覆的碳纳米管的不同步骤，其中对于步骤(i)和步骤(ii)来说，固定助催化剂(MAO)并蒸发溶剂(甲苯)，(iii)固定正庚烷催化剂，Cp2ZrCl2，(iv)和(v)在2.7巴和50℃下聚合乙烯以形成高密度聚乙烯涂层。
图2A示出了用扫描电子显微镜观察的经纯化的多壁碳纳米管(MWNT)。
图2B示出了用扫描电子显微镜观察的涂覆有51重量％高密度聚乙烯的多壁碳纳米管。
图2C示出了用扫描电子显微镜观察的涂覆有83重量％高密度聚乙烯的多壁碳纳米管。
图3A显示了用透射电子显微镜(TEM)观察的未涂覆的多壁碳纳米管，其分散在具有28重量％乙酸乙烯酯的乙烯乙酸乙烯酯共聚物基质中(EVA28)。观察到碳纳米管聚集体。
图3B显示了用原子力显微镜(AFM)观察的相同样品。也观察到碳纳米管聚集体。
图4A(TEM)和4B(AFM)显示了以高密度聚乙烯涂覆并在纳米级上均匀分散在28％乙酸乙烯酯的EVA基质中的多壁碳纳米管。
图5显示了在具有聚碳酸酯基质的不同纳米复合材料中电阻率随碳填料量变化的测量结果。
图6显示了电阻率随具有聚碳酸酯基质的纳米复合材料中所含的碳纳米管百分比而变化的测量结果。
图7显示了具有聚碳酸酯基质的纳米复合材料的电子显微镜图象，其中包含0.25重量％的已涂覆聚乙烯聚合物的碳纳米管，涂覆用聚合物为涂覆的碳纳米管总重量的78重量％。
图8显示了具有聚碳酸酯基质的纳米复合材料的电子显微镜图象，其中包含0.25重量％的已涂覆聚乙烯聚合物的碳纳米管，涂覆用聚合物为涂覆的碳纳米管总重量的56重量％。
图9显示了电阻率随不同纳米复合材料中填料百分比变化的测量结果。
图10显示了具有聚酰胺基质的纳米复合材料的电子显微镜图象，其中包含1重量％的已涂覆聚乙烯聚合物的碳纳米管，涂覆用聚合物为涂覆的碳纳米管总重量的75重量％。
图11显示了具有聚酰胺基质的纳米复合材料的电子显微镜图象，其中包含5重量％的已涂覆聚乙烯聚合物的碳纳米管，涂覆用聚合物为涂覆的碳纳米管总重量的75重量％。
图12和图13显示了通过本发明方法分散或按常规方式分散的碳纳米管量对聚丙烯或聚碳酸酯基质粘度的影响。
图14和图15显示了通过本发明方法分散或按常规方式分散的碳纳米管量对聚碳酸酯或聚酰胺基质拉伸模量的影响。
图16和图17显示了通过本发明方法分散或按常规方式分散的碳纳米管量对聚碳酸酯或聚酰胺基质断裂形变和断裂伸长性能的影响。
图18和图19显示了通过本发明方法分散或按常规方式分散的碳纳米管量对聚碳酸酯或聚酰胺基质断裂强度性能的影响。
图20和图21显示了通过本发明方法分散或按常规方式分散的碳纳米管量对聚碳酸酯或聚酰胺基质冲击强度性能的影响。
具体实施方式
为了在聚合物基质中获得分散状态的碳纳米管而使用涂层是众所周知的。
本发明的独创性基于用于涂覆碳纳米管的聚合物的使用，该聚合物与聚合物基质是不溶混相容或不相容的。令人惊奇的是，这使得能够获得在所述聚合物基质中碳纳米管在纳米级上的均匀分散。而且，这使得能够改进包含如本发明所述分散的碳纳米管的纳米复合材料的电性能，同时保持形成这些纳米复合材料的聚合物基质的机械性能。
本发明分散方法的碳纳米管的涂覆方法可以是被称作“聚合填充技术”或者“PET”(图1)的方法，其被详细记载在文献WO2005/012170中，该文献通过参考被引入到本文中。
本发明中使用的涂覆可以是文献WO2005/012170的权利要求1中要求保护的涂覆。
碳纳米管优选进行预处理，该预处理以文献WO2005/012170的权利要求2以及第97-98段和第116-125段中描述的方式进行。该预处理在于在碳纳米管表面固定催化剂，该催化剂已知用于对涂覆用单体的聚合进行催化，随后直接在纳米管表面开始聚合。
催化剂和催化剂/助催化剂对优选根据文献WO2005/012170的权利要求6至9进行选择并且有利地根据第104至106段给出的实施例进行选择，并且涂覆用聚合物的聚合可根据文献WO2005/012170中第126至130段描述的方法来进行。
为了获得涂覆用聚合物而在纳米管表面进行的聚合能够使通常在包含碳纳米管的纳米复合材料的生产过程中形成的纳米管束、附聚物或聚集体解聚。这种涂覆的作用是促使碳纳米管彼此分开，并因此使碳纳米管束解聚。
一旦被涂覆，即使是以少量聚合物涂覆，碳纳米管就可通过传统方法(密炼机、挤出机等)分散在商购的主体聚合物中。得到的分散体在纳米级上是均匀的。
出乎意料地，并且如图5所示，与其中碳纳米管未被涂覆的纳米复合材料(N7000，图5)相比以及与具有其它类型的碳填料(CabotVulcan，Akzo Ketjen，Hyperion Fibrils)的组合物相比，具有聚碳酸酯基质的纳米复合材料(其用聚乙烯涂覆的碳纳米管已通过本发明的方法分散)(N9000，图5)具有较低的电阻率，并且因此具有更好的电导率。
而且，包含通过本发明方法分散的碳纳米管的纳米复合材料具有与现有技术中记载的复合材料相当的电导率，但这种电导率的获得所使用的碳纳米管量远少于在现有技术纳米复合材料情况下所需的量。这是因为，过去获得指定电阻率需要1重量％的碳纳米管(MWNT N700，图6)，而现在获得相同程度的电阻率需要不大于0.25重量％(图6)。因此，在包含通过本发明方法分散的碳纳米管的纳米复合材料中，渗滤(percolation)网络是以低得多的碳纳米管百分比建立的。使用低比例碳纳米管被证明是非常有益的，这是因为这不仅降低了这种纳米复合材料的生产成本，而且还改进了电性能，同时保持聚合物基质的机械性能。
由包含通过本发明方法分散的碳纳米管的纳米复合材料所观察到的电导率性能的这种出乎意料的改进有赖于使用与复合材料的聚合物基质不溶混的相容或不相容的聚合物进行涂覆。涂覆用聚合物和聚合物基质之间的这种不溶混性或不相容性将使得涂层起到“碳纳米管的输送体”的作用，并因此产生均匀分散。该涂覆(更具体地是在纳米管表面进行的涂覆用聚合物的聚合)使得每个碳纳米管都保持独立。然后，在将这些碳纳米管掺入聚合物基质的过程中，涂层由于其不溶混性(相容或不相容)且由于其与碳纳米管之间没有共价键而被驱使完全地离开碳纳米管的表面。因此，如图7和8以及图10和11所示，留下没有涂层的碳纳米管，但其仍然完好地分散在聚合物基质中，而起到涂层作用的聚乙烯以小滴的形式存在。如图7所示，这些聚乙烯小滴也可能包含涂覆的碳纳米管，但是它们的比例与复合材料中碳纳米管的总量相比是微小的。
在本发明的第一个实施例中，多壁碳纳米管(MWNT)涂覆有高密度聚乙烯(HDPE)(图2B和2C)并且被掺入到聚合物基质中，该聚合物基质是具有高比例乙酸乙烯酯(28重量％)的乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物(图4A和4B)。
HDPE和EVA在室温下的不溶混性和相容性已是许多研究的主题，并且尤其记载于“Polymer Handbook(聚合物手册)”中，第4版，J.Wiley and Sons出版，纽约，1999，其作者是J.Bandrup，E.H.Immergut和E.A.Grulke。
EVA和HDPE之间的不溶混性详细记载于下列三个出版物中：
-Khonakdar，Wagenknecht，Jafari，H
Figure 2006800194053_0
ssler和Eslami的“Dynamic mechanical properties and morphology ofpolyethylene/ethylene vinyl acetate copolymer blends(聚乙烯/乙烯乙酸乙烯酯共聚物共混物的动态机械性能和形态)”，《Advances in Polymer Technology(聚合物技术进展)》，第23卷，No.4，第307-315页；
-Péon，Vega，Del Amo和Martinez的“Phase morphology andmelt viscoelastic properties in blends of ethylene/vinylacetate copolymer and metallocene-catalysed linearpolyethylene(在乙烯/乙酸乙烯酯共聚物和茂金属催化的线性聚乙烯的共混物中的相形态和熔融粘弹性能)”，《Polymer(聚合物)》，44(2003)，第2911-2918页；
-Biju，Varughese，Oommen，p
Figure 2006800194053_1
tschke和Thomas的“Dynamicmechanical behaviour of high-densitypolyethylene/ethylene vinyl acetate copolymer blends：The effect of the blend ratio，reactive compatibilizationand dynamic vulcanization(高密度聚乙烯/乙烯乙酸乙烯酯共聚物共混物的动态机械性能：共混物比率、反应性相容化和动态硫化的作用)”，《Journal of Applied Polymer Science(应用聚合物科学期刊)》，第87卷，第2083-2099页，(2003)。
此外，通过使用HDPE和EVA(28％VA)对可以在不同温度下进行用HDPE涂覆的纳米管在EVA基质中分散的试验，使这两种聚合物要么都处于熔融态，要么HDPE处于固态而EVA基质处于熔融态。涂覆用HDPE和EVA基质(28％VA)之间的熔融温度差约为40℃。
然而在两个不同温度下的分散试验在碳纳米管在纳米级上分散方面得到了相同的结果(图4B)。出乎意料地，注意到，该分散还在具有高乙酸乙烯酯含量的EVA基质中在纳米级上存在，而考虑到两种聚合物的不溶混性人们本来预计发现由HDPE涂层的聚结导致的纳米管聚集体，但情况并非如此。
对于基于EVA(28重量％乙酸乙烯酯)的复合材料而言，将机械性能与基于剥层类型的粘土(C1 30B：由甲基双(2-羟乙基)牛脂铵有机改性的蒙脱石)的纳米复合材料(粘土的纳米片以纳米状态均匀分散)的机械性能相比较-见表I。
表I
 杨氏模量(MPa)
 单独EVA  11.9
 EVA+1重量％C1.30BEVA+3重量％C1.30B  16.022.8
 EVA+1重量％MWNTEVA+3重量％MWNTEVA+3重量％MWNT*  15.820.029.0
 EVA+3重量％C1.30B/重量％MWNTEVA+3重量％C1.30B/重量％MWNT*  26.035.4
*HDPE(45重量％)-MWNT，经PFT涂覆
MWNT＝多壁纳米管
这些结果表明已用HDPE涂覆的碳纳米管的性能转移至EVA基质。与基于粘土的纳米复合材料相比，已涂覆的碳纳米管显示出杨氏模量增加，这表明碳纳米管的刚性性能很好地转移至EVA基质。
在本发明的第二个实施例中，多壁碳纳米管(MWNT)用聚乙烯聚合物涂覆并掺入到聚碳酸酯基质中(Iupilon E 2000，MitsubishiPlastics，Japan)。
聚碳酸酯和多壁碳纳米管以粉末形式预混，在使用DACA MicroCompounder掺混机以每分钟50转在加热(280℃)条件下混合15分钟之前，该聚碳酸酯在120℃干燥至少4小时。在280℃下压制后得到的板厚度为0.35mm，直径大于65mm。
出乎意料地，并且如图6以图表形式所示，对于具有聚碳酸酯基质的纳米复合材料而言，渗滤网络利用0.25重量％已涂覆的碳纳米管形成，高密度聚乙烯(HDPE)涂层为涂覆的纳米管总重量的78重量％或65重量％。对于其中HDPE涂层为涂覆的纳米管总重量的56重量％的碳纳米管而言，以0.375％碳纳米管百分比获得渗滤，而对于未涂覆的纳米管(N7000，图5)，渗滤阈值是0.75％。
因而，用于涂覆纳米管的聚合物的量影响碳纳米管在基质中的分散质量，因此影响纳米复合材料的电导率特性；实际上，对于具有聚碳酸酯基质且包含0.25重量％涂覆的然后通过本发明方法分散的MWNT的复合材料来说，通过使用聚乙烯涂层(其为涂覆的碳纳米管总重量的78重量％)可获得的纳米复合材料比其中涂层仅为涂覆的碳纳米管总重量的56重量％的纳米复合材料具有更好的电导率。
如电子显微镜图象(图7和8)所示，包含聚碳酸酯基质和0.25重量％涂覆有聚乙烯并通过本发明方法分散的MWNT的纳米复合材料具有碳纳米管在聚合物基质中在纳米级上细且均匀的分散。
在本发明第三个实施例中，多壁碳纳米管(MWNT)涂覆有高密度聚乙烯然后通过本发明方法分散在聚酰胺基质(Capron 8202)中。
使用DACA Micro Compounder掺混机以每分钟50转在加热(240℃)条件下将聚酰胺和多壁碳纳米管混合15分钟。在240℃压制后得到的板厚度为0.6mm，直径大于65mm。
如图9所示，与包含未涂覆碳纳米管(N7000，其为由90％碳制成的MWNT，以及N3150，其为由95％碳制成的MWNT)或者只包含炭黑(Printex XE2)的复合材料相比，具有聚酰胺基质且包含通过本发明方法分散的涂覆的碳纳米管的复合材料(其中聚乙烯涂层为涂覆的纳米管总重量的78重量％)具有更好的电导率。
如图10所示，包含聚酰胺基质和1重量％涂覆有聚乙烯并通过本发明方法分散的MWNT的纳米复合材料具有碳纳米管在聚合物基质中在纳米级上细且均匀的分散。然而，如图11所示，对于包含5重量重量％涂覆有聚乙烯的MWNT的纳米复合材料而言，观察到开始形成层状结构，这可能被证明对渗滤网络的获得是不利的。
在本发明的第四个实施例中，多壁碳纳米管(MWNT)涂覆有高密度聚乙烯并通过本发明方法分散在PEEK基质中。
表II示出了通过本发明方法分散或者通过常规方法分散的碳纳米管对进行拉伸模量试验和弯曲模量试验的纳米复合材料性能的影响。
表II
 拉伸模量(MPa)  弯曲模量(MPa)
 PEEK  3900  4250
 拉伸模量(MPa)  弯曲模量(MPa)
 PEEK+5％MWCNT  4750  4700
 PEEK+1.5％涂覆的MWCNT  4800  4950
如这个表中所示，在相继的挤出、注射和浇铸的步骤之后，由此得到的具有PEEK基质且包含1.5重量％涂覆的多壁碳纳米管的纳米复合材料(表II)在拉伸模量试验中所具有的性能与具有PEEK基质且包含5重量％未涂覆的多壁纳米管的复合材料(表II)所获得的性能相当。这样的观察结果在弯曲模量试验中所获得的结果方面同样是有效的。
在上述四个本发明的实施例中，碳纳米管的涂覆可通过文献WO2005/012170中记载的方法实现。
根据本发明的碳纳米管的分散在它们所掺入的聚合物基质中实现了特殊的性能。如图12和13所示，根据本发明的分散碳纳米管的方法影响具有聚丙烯或聚碳酸酯基质的纳米复合材料的粘度，但是，对于具有聚碳酸酯或聚酰胺基质的纳米复合材料而言，其也影响弹性性能，也就是拉伸模量(图14和15)，断裂形变特性(图16和17)和断裂强度特性(图18和19)，以及冲击强度性能(图20和21)。

Claims (14)

1.在主体聚合物基质中碳纳米管在纳米级上的分散方法，该方法包括下列步骤：
-借助于催化体系，通过单体聚合方法制备以涂覆用聚合物涂覆的碳纳米管，在该催化体系中，使用所述碳纳米管作为催化载体，所述碳纳米管在其表面上包括用于所述涂覆用聚合物的聚合的所述催化体系，所述涂覆用聚合物与所述主体聚合物基质是不溶混的，
-将所述涂覆的碳纳米管与不溶混的所述主体聚合物基质混合，所述涂覆用聚合物充当碳纳米管在所述主体聚合物基质中的输送体。
2.权利要求1所述的分散方法，其中不溶混相容的聚合物基质是与所述涂覆用聚合物在混合过程中形成两相的聚合物，混合物的自由能(ΔGmix)大于0。
3.权利要求1或2所述的分散方法，其中不溶混相容的主体聚合物基质选自聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、α-烯烃共聚物以及它们的混合物。
4.权利要求1所述的分散方法，其中主体聚合物基质是不溶混不相容的聚合物，其与所述涂覆用聚合物形成两相并且具有与所述涂覆用聚合物不同的化学结构，所述涂覆用聚合物和主体聚合物基质的混合物具有大于0的弗洛里-哈金斯参数x(chi)和大于2mN/m的界面张力。
5.权利要求4所述的分散方法，其中不溶混不相容的主体聚合物基质选自聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚苯乙烯、聚甲醛(POM)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、聚缩醛、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚苯硫醚、聚苯醚、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚酯、聚偏1，1-二氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚硫化物、聚全氟烷氧基乙烯以及它们的混合物。
6.权利要求1所述的分散方法，其中涂覆用聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、α-烯烃的共聚物、共轭α-二烯烃聚合物、聚苯乙烯、聚环烯以及它们的混合物。
7.权利要求1所述的分散方法，其中涂覆用聚合物是α-烯烃聚合物。
8.权利要求7所述的分散方法，其中涂覆用聚合物是高密度聚乙烯。
9.权利要求1所述的分散方法，其中用于碳纳米管的涂覆用聚合物占涂覆的纳米管总重量的10至90重量％。
10.权利要求1所述的分散方法，其中碳纳米管的量为主体聚合物基质总重量的0.1-5重量％。
11.权利要求10所述的分散方法，其中碳纳米管的量为主体聚合物基质总重量的0.1-1重量％。
12.权利要求1所述的分散方法，其中碳纳米管是多壁碳纳米管(MWNT)。
13.权利要求6所述的分散方法，其中涂覆用聚合物选自聚降冰片烯、聚降冰片二烯、聚环戊二烯以及它们的混合物。
14.与主体聚合物基质不溶混相容或不相容的碳纳米管的涂覆用聚合物用于获得在主体聚合物基质中所述碳纳米管在纳米级上均匀分散的用途。
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