有潜力的高分子纳米材料制备技术取得新进展
高分子材料发展前沿

专注武汉理工材料考研辅导淘宝店 QQ:704513912高分子材料的发展前沿综述近年世界高分子科学在诸多领域取得重要进展,主要是控制聚合、超分子聚合物、聚合物纳米微结构、高通量筛选高分子合成技术、超支化高分子、光电活性高分子等方面。
1 高分子合成化学高分子合成化学研究从单体合成开始,研究高分子合成化学中最基本问题,探索新的催化剂体系、精确控制聚合方法、反应机理以及反应历程对产物聚集态的影响规律等,高分子合成化学基础研究具有双重作用,一是运用已有合成方法研究聚合物结构调控;二是设计新的合成方法,获得新颖聚合物。
20世纪90年代以来在高分子合成化学领域中,前沿领域是可控聚合反应,包括立构控制,相对分子质量分布控制,构筑控制、序列分布控制等。
其中,活性自由基聚合和迭代合成化学研究最为活跃。
活性自由基聚合取得了许多重要的成果,但还存在一些问题。
活性自由基的发展前景,特别是工业应用前景以及未来研究工作趋势是令人关心的问题。
对于活性自由基聚合反应机理的深入研究、在较低的温度下能快速进行聚合的研究是目前受到关注的研究方向。
迭代合成化学是唯一可用来制备多肽、核酸、聚多糖等生物高分子和具有精确序列、单分散非生物活性高分子齐聚物的方法。
树枝状超支化高分子的合成就是此合成策略的成功应用例证之一,是过去10年高分子合成中最具影响力的发展方向。
树枝状超支化聚合物由于其独特球形分子形状,分子尺寸,支化图形和表面功能性赋予它不同于线型聚合物的化学和物理性质。
高分子合成化学发展需注意以下几点:(1)与无机化学、配位化学、有机化学等的融合与渗透,吸取这些学科领域的研究成果开发新的引发/催化体系,这是合成化学的核心,是高分子合成化学与聚合方法原始创新发展的关键。
对于传统的工业化单体,需要利用新型引发/催化体系和相应聚合方法,研究开发合成新的微观结构的聚合物新材料。
(2)与有机合成化学和高分子化学紧密结合,将有机合成化学的先进技术“嫁接”到高分子合成化学中,研发高分子合成的新方法,实现高分子合成的可设计化、定向化和控制化,这里包括通过非共价键的分子间作用力结合来“合成”超分子体系。
高分子纳米生物材料的发展现状及前景

高分子纳米生物材料的发展现状及前景纳米材料研究都是从20世纪80年代开始的,是在之前三次工业革命的基础上发展起来的的新兴科技领域。
巨大的需求与技术支撑,使其在材料、生物、医学、高分子等领域开拓出一片片新大陆,筑起21世纪工业革命的基石。
而纳米技术作为一项高新技术在高分子材料中有着非常广阔的应用前景,对开发具有特殊性能的高分子材料有着重要的实际意义纳米高分子材料,也称高分子纳米微粒或高分子超微粒,粒径尺度在1 nm~1000 nm范围。
这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能,可用于药物、基因传递和药物控释载体,以及免疫分析、介入性诊疗等方面。
1纳米科技与高分子材料的邂逅高分子材料学的一个重要方面就是改变单一聚合物的凝聚态,或添加填料来使高分子材料使用性能大幅提升。
而纳米微粒的小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应能在声、光、电、磁、力学等物理特性方面呈现许多奇异的物理、化学性质。
金属、无机非金属和聚合物的纳米粒、纳米丝、纳米薄膜、纳米块体以及由不同组元构成的纳米复合材料,可实现组元材料的优势互补或加强。
通过微乳液聚合方法得到的纳米高分子材料具有巨大的比表面积,纳米粒子的特异性能使其在这一领域的发展过程中顺应高分子复合材料对高性能填料的需求,出现了一些普通微米级材料所不具有的新性质和新功能,纳米科技与高分子材料科学的交融互助对高分子材料科学突破传统理念发挥了重要作用。
高分子纳米复合材料的应用及前景由于高分子纳米复合材料既能发挥纳米粒子自身的小尺寸效应、表面效应和量子效应,以及粒子的协同效应,而且兼有高分子材料本身的优点,使得它们在催化、力学、物理功能(光、电、磁、敏感)等方面呈现出常规材料不具备的特性,故而有广阔的应用前景利用纳米粒子的催化特性,并用高聚物作为载体,既能发挥纳米粒子的高催化性和选择催化性,又能通过高聚物的稳定作用使之具有长效稳定性。
定性。
纳米粒子加入聚合物基体后,能够改善材料的力学性能。
高分子纳米材料的制备与性能

高分子纳米材料的制备与性能近年来,高分子纳米材料作为一种新型材料,在各个领域展现出了巨大的潜力。
高分子纳米材料是由高分子材料与纳米颗粒相结合而成的复合材料,具有优异的性能和广泛的应用前景。
本文将从制备方法和性能两个方面来探讨高分子纳米材料的发展。
一、制备方法高分子纳米材料的制备方法多种多样,主要包括溶液法、乳液法、溶胶-凝胶法和原位合成法等。
其中,溶液法是最常用的制备方法之一。
通过将高分子材料和纳米颗粒分散在溶剂中,并加入适量的分散剂,经过搅拌、超声处理和其他加工工艺,最终得到高分子纳米复合材料。
乳液法是另一种常用的制备方法,它通过乳化剂的作用,使高分子材料和纳米颗粒在水相中形成乳液,然后通过蒸发水分或加热使乳液凝固,得到高分子纳米复合材料。
溶胶-凝胶法是一种制备无定形高分子纳米材料的方法,通过将高分子材料和纳米颗粒溶解在溶剂中,然后通过凝胶化和干燥等工艺,最终得到无定形的高分子纳米材料。
原位合成法是一种通过在高分子材料合成过程中加入纳米颗粒的方法,通过控制反应条件和添加剂的种类和用量,使纳米颗粒与高分子材料同时合成,得到高分子纳米复合材料。
二、性能高分子纳米材料具有许多优异的性能,主要包括力学性能、热性能、电性能和光学性能等。
首先是力学性能,高分子纳米材料由于纳米颗粒的加入,能够有效增强材料的强度和刚度,提高材料的耐磨性和耐热性。
其次是热性能,纳米颗粒的加入可以改善高分子材料的热稳定性和热导率,使其在高温环境下具有更好的性能。
再次是电性能,纳米颗粒的加入能够调控高分子材料的导电性和介电性能,使其在电子器件和光电器件等领域有广泛的应用。
最后是光学性能,纳米颗粒的加入可以调控高分子材料的光学性能,使其具有特殊的光学效应,如荧光、散射和吸收等,有利于在光学器件和传感器等领域的应用。
高分子纳米材料的制备和性能研究对于推动材料科学的发展具有重要意义。
通过不断改进制备方法和优化材料性能,可以开发出更多具有特殊功能和广泛应用的高分子纳米材料。
纳米颗粒制备技术的新进展

纳米颗粒制备技术的新进展近年来,随着纳米材料在各个领域中的广泛应用,纳米颗粒制备技术也得到了广泛关注。
纳米颗粒的制备技术是制备纳米材料的关键。
本文将介绍纳米颗粒制备技术的新进展,包括其制备方法、优缺点以及未来的发展方向。
一、纳米颗粒的制备方法纳米颗粒的制备方法有很多种,其中比较常见的有化学法、物理法、生物法等。
1. 化学法化学法是制备纳米颗粒最常用的方法之一。
其优势在于可以制备纯净、单相、形状和尺寸可控的纳米颗粒。
化学法常用的方法有溶胶凝胶法、水热法、共沉淀法、热分解法等。
其中,溶胶凝胶法是一种制备高纯度纳米颗粒的方法。
其基本原理是将化学物质在溶液中形成凝胶,然后通过煅烧或热处理的方式得到纳米颗粒。
2. 物理法物理法是利用物理原理进行制备的一种方法。
其优势在于其制备过程不存在化学反应,所以制备出来的纳米颗粒可以避免化学反应副产物的影响。
物理法常用的方法有磁化共振等离子体法、蒸发法、溅射法等。
其中,磁化共振等离子体法可以通过调节等离子体的电场和磁场来控制纳米颗粒的大小和形状。
这种方法不需要使用有害的溶剂和还原剂,对环境友好。
3. 生物法生物法是利用生物体系的自组织特性制备纳米颗粒的一种方法。
其优势在于其制备过程对环境的污染小,纳米颗粒悬浮度高,可以在水中自由分散。
生物法常用的方法有生物还原法、生物矿化法等。
其中,生物还原法是利用微生物、植物等生物体系还原金属离子,从而制备纳米颗粒。
这种方法对环境友好,但制备效率不高。
二、纳米颗粒制备技术的优缺点纳米颗粒制备技术各有优缺点,下面将简单介绍。
1. 化学法化学法制备纳米颗粒的优势是能够制备高纯度、单相、形状和尺寸可控的纳米颗粒。
但它也存在着一些缺点,比如制备过程中需要使用有害的溶剂和还原剂,对环境造成污染。
2. 物理法物理法可以避免化学反应副产物的影响,制备出来的纳米颗粒可以减少对环境的污染。
但其制备过程相对困难,设备成本较高。
3. 生物法生物法对环境友好,但制备效率较低,不能控制纳米颗粒尺寸和形状,影响其应用范围。
纳米材料制备技术的最新进展和控制策略

纳米材料制备技术的最新进展和控制策略纳米材料制备技术是当今材料科学和工程领域中备受关注的研究方向之一。
纳米材料由于其独特的物理、化学和机械性质,在能源、生物医学、环境保护和电子等领域具有广泛的应用前景。
在过去几十年中,科学家们不断探索新的纳米材料合成方法和控制策略,以满足不同领域对纳米材料的需求。
本文将介绍纳米材料制备技术的最新进展和控制策略。
一、纳米材料制备技术的最新进展今天,纳米材料的制备已经从最初的湿化学合成和气相溅射发展到了更多的方法。
以下是一些纳米材料制备技术的最新进展:1. 溶胶-凝胶法(Sol-Gel Method):这是一种常用的制备纳米材料的方法。
它通过溶胶的凝胶化过程来制备纳米材料。
这种方法可以通过调整溶胶的成分、浓度和制胶条件来控制纳米材料的形貌和尺寸。
2. 微乳液法(Microemulsion Method):这是一种利用微乳液作为反应介质的制备纳米材料的方法。
微乳液中的胶束可以作为反应模板,用于生成所需形状和尺寸的纳米材料。
3. 等离子体化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD):这是一种常用的制备纳米薄膜的方法。
PECVD利用等离子体激活气体分子,从而使其在基底表面生成纳米尺度的沉积物。
4. 燃烧法(Combustion Method):这是一种高温下的快速化学反应方法,通过控制反应条件可以制备出具有不同尺寸和形貌的纳米材料。
5. 水热法(Hydrothermal Method):这是一种利用高温高压水作为反应介质进行纳米材料合成的方法。
水热法可以控制纳米材料的形貌和尺寸,并且具有高产率和低成本的优势。
二、纳米材料制备技术的控制策略纳米材料的制备过程中,控制策略是实现所需尺寸和形状的核心要素。
以下是一些常用的纳米材料制备技术的控制策略:1. 成核控制:成核是纳米材料制备过程中的第一步,它决定了纳米颗粒的尺寸和形状。
纳米技术在材料领域中前沿进展

纳米技术在材料领域中前沿进展纳米技术是在纳米尺度上对物质进行研究、控制和改造的一门学科。
纳米尺度指的是物质尺寸在1到100纳米之间。
随着科技的不断进步,纳米技术在各个领域都展现出了巨大的潜力,特别是在材料领域中,纳米技术的应用已经引起了广泛的关注。
一、纳米材料的合成与制备技术纳米技术的快速发展与纳米材料的合成与制备技术密不可分。
传统的材料制备方法无法精确控制材料的尺寸和形貌,但纳米技术的发展使得这一问题得到了解决。
现代纳米材料的合成和制备技术包括溶剂热法、熔融法、溶胶凝胶法、氧化还原法等多种方法。
这些方法可以合成出具有特殊功能和性质的材料,如纳米粒子、纳米薄膜、纳米线和纳米结构等。
二、纳米材料在能源领域中的应用纳米材料在能源领域的应用是当前研究的热点之一。
由于纳米材料具有特殊的物理和化学性质,可以提高能量的转换效率和储存密度。
例如,纳米材料在太阳能电池、燃料电池和储能设备中的应用已经取得了显著的进展。
使用纳米材料可以提高光电转换效率,延长电池的寿命,减小储能设备的体积和重量,为可持续发展提供了新的解决方案。
三、纳米材料在传感器领域中的应用纳米材料在传感器领域中也有着广泛的应用。
由于纳米材料具有大比表面积、高灵敏度和优异的电化学性能,可以用于制备高灵敏的传感器。
例如,一些纳米材料可以用来制作生物传感器,可以实现对生物分子的高灵敏检测,广泛应用于生物医学和环境监测中。
此外,纳米材料还可以用于制备传感器阵列,实现多参数的同时检测,提高传感器的性能。
四、纳米材料在医疗领域中的应用纳米材料在医疗领域的应用也备受关注。
纳米材料具有较小的尺寸和较大的比表面积,可以实现药物的精确传递和靶向治疗。
这些特性为靶向药物输送系统的设计提供了可能。
例如,纳米颗粒可以携带药物并将其精确释放到病变组织中,减少药物的毒副作用,提高治疗效果。
此外,纳米材料还可以用于制备生物成像剂,实现对疾病的早期诊断和治疗监测。
五、纳米材料在环境保护中的应用纳米材料在环境保护领域中的应用也显示出了巨大的潜力。
新型功能高分子材料的制备及应用

新型功能高分子材料的制备及应用近年来,随着技术的不断发展,新型功能高分子材料的研究和制备受到越来越多的关注。
这些材料具有多种新颖的性质和应用,可以广泛应用于电子器件、生物医学、环境治理和高性能材料等领域。
本文将介绍新型功能高分子材料的制备及应用,以及未来的发展方向。
一、制备方法目前,新型功能高分子材料的制备方法包括自组装、层间聚合、溶胶凝胶法、原位聚合法、协同催化法、化学气相沉积法、化学气相淀积法等。
其中,层间聚合和化学气相沉积法是目前使用较为广泛的制备方法。
层间聚合法是指将高分子材料原料分散在有机溶剂中,并与原位生长的纳米粒子相互作用,形成墨水状浆料。
然后,在基板或单晶衬底上均匀涂覆墨水状浆料,并通过高温烤烧,使浆料中的高分子材料通过层间聚合反应形成膜。
该方法具有制备速度快、成本低、制备简单等优点。
化学气相沉积法是利用化学气相沉积反应原理,在基板或单晶衬底上沉积高分子材料。
该方法主要分为热分解法和化学气相淀积法。
热分解法是将高分子材料原料加热至高温,使其分解并沉积在基板或单晶衬底上。
化学气相淀积法则是通过在基板或单晶衬底上淀积单体,再由催化剂引发聚合反应,并通过氧化等化学反应完成高分子材料的沉积。
该方法具有制备膜厚均匀、成膜时间短、成膜温度低等优点。
二、应用新型功能高分子材料具有多种性质和应用。
以下是一些典型应用:1. 生物医学应用在生物医学领域中,新型功能高分子材料可以用于制备人工器官、组织工程、缓释系统等。
例如,利用新型纳米高分子材料可以制备具有特定生物活性的纳米药物,从而实现对疾病的有针对性治疗。
2. 电子器件在电子器件领域中,新型功能高分子材料可以用于制备OLED、有机薄膜晶体管等。
例如,利用新型高分子材料可以制备出高效率的 OLED,使得电子产品的显示效果更为优美,具有更高的观感价值。
3. 环境治理在环境治理领域中,新型功能高分子材料可以用于制备除臭、脱湿、水处理等器材。
例如,利用新型高分子材料可以制备出具有良好吸附性能的脱湿剂,从而有效解决潮湿问题。
纳米材料技术的发展现状与未来趋势分析

纳米材料技术的发展现状与未来趋势分析近年来,纳米材料技术以其独特的性质和广泛的应用前景,成为了科技领域中备受瞩目的研究方向。
纳米材料,指的是颗粒尺寸在1-100纳米的物质,具有相对传统材料不可比拟的优势。
通过调控纳米材料的尺寸和结构,可以实现对其光、电、热、力等物理和化学性质的精确控制,从而为新一代高科技产品的开发提供了基础材料。
本文将就纳米材料技术的当前发展现状和未来趋势进行分析和探讨。
一、纳米材料技术的发展现状纳米材料技术的快速发展离不开先进的科学研究手段和先进的合成制备工艺。
当前,纳米材料技术在多个领域都取得了显著的进展。
例如,在电子领域,纳米材料被广泛应用于高性能电子器件,如纳米晶体管、纳米电容器等,其小尺寸和高表面积与体积比使得电子器件在体积、功耗和性能方面有了质的突破;在能源领域,纳米材料技术被用于开发高效的太阳能电池、储能材料和催化剂等,提高了能源转换效率和利用效率;在医学领域,纳米材料被广泛应用于生物分子探测、靶向药物输送和生物成像等,为疾病的诊断和治疗提供了新的手段。
除了应用领域的拓展,纳米材料技术的研究也在不断深入和细化。
目前,研究者们已经能够制备各种纳米材料,如纳米颗粒、纳米线、纳米管等,并通过结构设计和控制,实现了对纳米材料性能的精确调控。
此外,通过与其他材料的复合,纳米材料的性能和功能进一步得到了拓展和提升。
例如,石墨烯与纳米颗粒复合形成的纳米复合材料,具有优异的导电性、导热性和力学性能,被广泛应用于柔性电子和传感器领域。
二、纳米材料技术的未来趋势分析纳米材料技术的发展仍然充满潜力,可以预见,未来纳米材料技术将在以下几个方面取得更大突破。
首先,纳米材料的合成和制备技术将更加成熟和可控。
目前纳米材料的制备过程中存在一些困难和挑战,如纳米材料的分散性、稳定性和尺寸均一性问题,制备过程中的高能耗和高成本等。
未来,研究者将进一步改进合成方法,提高纳米材料的制备效率和产品质量,并开发出更加环保和低成本的制备工艺。
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结晶驱动的聚合物活性自组装作为一种灵活、高效的自组装方法,正逐步发挥其魅力,用于制备各类结构可控的聚合物纳米功能材料。
经过不断地探索,科学家们已基本实现对一维聚合物自组装纳米结构的精准控制,通过活性自组装已能够制备形貌均一、尺寸可控、化学组成多样的聚合物柱状胶束。
但是,如何通过活性自组装精确、可控地制备二维纳米材料,同时实现复杂的高级结构与功能,依然是聚合物自组装研究领域的一大挑战。
最近,英国布里斯托大学Ian Manners 教授研究组的邱惠斌博士(现就职于上海科技大学物质科学与技术学院)、高洋博士等人,通过结晶型嵌段共聚物与其对应的结晶型均聚物的协同活性自组装,制备得到了形态规整、尺寸可控、接近单分散的矩形片状胶束。
这些片状胶束的壳层呈现特殊的双梯形图案,并可进行选择性交联与溶解,进而构建中空的片状纳米结构体(图1)。
图1.通过PFS 36-b -P2VP 502与PFS 20协同活性自组装制备得到的矩形片状胶束。
通过多元活性自组装,研究团队进一步设计得到了具有二维同心结构的多嵌段矩形片状共胶束,通过选择性交联技术,可以继续制备完全中空的矩形纳米环(图2)。
相比于其他二维纳米材料,这类片状胶束尺寸可调、化学结构丰富、功能组合灵活、胶体稳定性高,为后续构建各类新型二维纳米功能材料提供了良好的平台,有望在生物、催化、光电等领域发挥其重要作用。
图2.多嵌段矩形片状共胶束与中空矩形纳米环。
Uniform patchy and hollow rectangular platelet micelles from crystallizable polymer blendsThe preparation of colloidally stable,self-assembled materials withtailorable solid or hollow two-dimensional(2D)structures represents a majorchallenge.We describe the formation of uniform,monodisperse rectangularplatelet micelles of controlled size by means of seeded-growth methods thatinvolve the addition of blends of crystalline-coil block copolymers and thecorresponding crystalline homopolymer to cylindrical micelle seeds.Sequentialaddition of different blends yields solid platelet block comicelles withconcentric rectangular patches with distinct coronal chemistries.These complexnano-objects can be subject to spatially selectiveprocessing that allows theirdisassembly to form perforated platelets,such可举一反三的自晶种技术“通过克隆技术,可以由一个大单晶长出很多个小单晶来,从而成批量制备小晶体。
”胡文兵说,“而且,从原理上来讲,只要是折叠链结晶,它都有亚稳态,都可以利用自晶种技术来制备小单晶。
也就是说,如果人们需要其他高分子材料的小单晶,都可以举一反三用这种方法制取。
”尺寸和取向均一的单晶一、插层复合法插层复合法是制备高分子基纳米复合材料的一种重要方法。
许多无机化合物,如硅酸盐类粘土、磷酸盐类、石墨、金属氧化物、二硫化物等具有典型的层状结构作为主体,将有机高聚物作为客体插入主体的层间,从而可以制备高分子基纳米复合材料。
插层复合法可分为三类:1)插层聚合法插层聚合法是先将高分子物单体分散、插入到层状无机物(硅酸盐等)片层中(一般是将单体和层状无机物分别溶解到某一溶剂中),然后单体在外加条件(如氧化剂、光、热等)下发生原位聚合。
利用聚合时放出的大量热量,克服硅酸盐片层间的库仑力而使其剥离,从而使纳米尺度硅酸盐片层与高分子物基体以化学键的方式结合。
1987年,日本首先利用插层复合法制备尼龙6/粘土纳米复合材料(NCH)。
中国科学院化学研究所对尼龙6/蒙脱土体系进行了研究,并首创了“一步法”复合方法,即将蒙脱土层间阳离子交换、单体插入层间以及单体聚合在同一步中完成。
2)溶液插层法溶液插层法是高分子链在溶液中借助于溶剂而插层进入无机物层间,然后挥发除去溶剂。
该方法需要合适的溶剂来同时溶解高分子和分散粘土,而且大量的溶剂不易回收,对环境不利。
如在溶液中聚环氧乙烷、聚四氢呋喃、聚己内酯等很容易嵌入到层状硅酸盐和V2O5凝胶中。
Furuichi等用疏水性绿土(SAN)(季胺盐交换处理)与聚丙稀(PP)的甲苯溶液共混,经加热可以获得PP/SAN纳米复合材料。
Ruiz-Hitzky等将聚环氧乙烷(PEO)与不同交换性阳离子的蒙脱上混合搅拌,合成了新的具有二维结构的高分子基纳米复合材料。
3)溶体插层法溶体插层法是将高分子物加热到熔融状态下,在静止或剪切力的作用下直接插入片层间,制得高分子基纳米复合材料。
对大多数很重要的高分子来说,因找不到合适的单体来插层或找不到合适的溶剂来同时溶解高分子和分散料,因此上述两种方式都有其局限性,采用熔体插层法即能很方便的实现。
实验表明,溶体插层法、溶液插层法和插层聚合法所得到的复合材料具有相同的结构。
由于熔体插层法是美国Cornell大学的Vaia和Giannelis等首先采用的一种创新方法。
他们通过熔体插层法制备了PS/粘土、PEO/粘土高分子基纳米复合材料。
二、原位复合法原位复合法是将热致液晶高分子物与热塑性树脂进行熔融共混,用挤塑或注塑方法进行加工。
由于液晶分子有易于自发取向的特点,液晶微区沿外力方向取向形成微纤结构,在熔体冷却时这种微纤结构被原位固定下来,故称原位复合。
只有当材料的微区尺寸在100nm以下时才能归属于纳米复合材料的范畴。
中科院广州化学所黎学东等详细概述了原位成纤复合材料的成纤原理、流变性能、力学性能、形态分布、结晶行为以及影响形态性能的因素。
原位复合材料的研究开发进展很快,ICE公司的LCP/PA合金、Hoechst Celanese公司的LCP/PA12和40%玻纤增强的LCP/PPS合金等均已商品化。
原位聚合是可使刚性分子链均匀分散的一种复合新途径。
在柔性聚合物(或其单体)中溶解刚直棒聚合物均匀地分散在高分子机体中而形成原位分子复合材料,这种方法称为原位聚合法。
钱人元等将吡咯单体溶胀、扩散到柔性链聚合物基体中,以一定的引发剂使吡咯单体在机体中原位就地聚合,制得了既具有一定的导电性,又提高了基体材料力学性能的原位复合材料。
Lindsey等以微量交联的聚乙稀醇(PVA)作基体,用电化学方法就地使吡咯单体聚合,形成增强微纤,得到PPY/PVA原位分子复合材料。
张晟卯等人采用原位聚合法合成了TiO2/聚丙稀酸丁酯纳米复合薄膜材料。
这种纳米符合薄膜有望在某些工况条件下作为新型特种润滑材料而获得应用。
贾志杰等将纯化的碳纳米管与已酰胺,氨基乙酸一起放入反应器混合,在一定条件下进行聚合反应,制得尼龙6/碳纳米管复合材料与纯商品尼龙6以一定比例共混。
结果表明制得的纳米复合材料性能优越。
作者最近采用原位聚合法合成了聚苯乙烯TiO2、聚甲基丙稀酸/TiO2,将其做为润滑油添加剂具有良好的抗磨性能,并能显著提高基础油的失效负荷。
三、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是使用烷氧金属或金属盐等前驱物(水溶性盐或油溶性醇盐)溶于水或有机溶剂中形成均质溶液,溶质发生水解反应形成纳米级粒子并形成溶胶,溶胶经蒸发干燥转变为凝胶。
如果条件控制得当,在凝胶形成与干燥过程中聚合物不发生相分离,即可获得高分子基纳米复合材料。
近年来,利用金属烷氧化物的溶胶-凝胶反应与聚合反应巧妙的组合,制备高分子基纳米复合材料已成为材料科学新的热点。
溶胶-凝胶法可以氛围以下几种情况:(1)前驱物溶解在预形成的高分子物溶液中,在酸、碱或某些盐催化作用下,让前驱物水解,形成半互穿网络;(2)前驱物和高分子物单体溶解在溶剂中,让水解和单体聚合同时进行,这一方法可使一些完全不溶的高分子物靠原位生成而均匀地插入无机网络中。
如果单体未交联则形成半互穿网络,单机交联则形成完全互穿网络;(3)在以上的高分子物或单体中可以引入能与无机组分形成化学键的基团,增加有机与无机组分之间的相互作用。
该方法反应条件温和,分散均匀。
孙蓉等任采用溶胶-凝胶法合成了粒径为40~60nm油酸修饰二氧化钛纳米微粒。
牛新书等人以钛酸四丁酯和硝酸钇为原料,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同量Y的TiO2纳米材料。
杜宏伟等人用钛酸丁酯作前驱物,N-甲基吡咯烷酮(NMP)作溶剂,冰乙酸为稳定剂,通过溶胶-凝胶法值得了TiQ2溶胶。
作者最近采用溶胶-凝胶法合成了一系列表面修饰的TiO2纳米复合材料,将其作为润滑油添加剂具有良好的抗磨性能,并能显著提高基础的失效符合。
四、纳米粒子直接分散法该方法是将纳米粒子直接分散于高分子基质来制备高分子基纳米复合材料,其中高分子基质多选用具有优异性能的功能材料。
该方法的优点是通过控制条件获得高分散、小微粒的纳米复合材料。
缺点是粒子易发生团聚,难于均匀分散。
通常在纳米粒子的表面覆盖一层单分子层活性剂,从而可防止纳米粒子本身的凝聚。
五、LB膜法LB膜法是利用具有疏水端和亲水端的两亲性分子在气-液界面的定向性质,来制备高分子基纳米复合材料。
目前利用LB膜法制备的高分子基纳米复合材料,主要有两种方法:一种是利用含金属离子的LB膜,通过与H2S等进行化学反应获得;另一种是已制备的纳米粒子直接进行LB 膜组装。
用LB膜法制备的纳米复合材料,除具有纳米粒子特有的量子尺寸效应,还具有LB膜分子层次有序、膜厚可控、易于组装等优点。
如果改变纳米粒子的种类及制备条件,那么可以改变所得到材料的光电性能。
从而使得该类材料在微电子学、光电子学、非线性光学和传感器等领域得到了广泛的应用。
六、微乳液聚合法Gao等在FeCL3水溶液/甲苯/甲基丙稀酸的微乳体系中,搅拌、回流2h,得到包覆有甲基丙稀酸,粒径为1.9~2.7nm的Fe2O3,然后加入适量交联剂二乙稀基苯和引发剂偶氮二异丁腈。
将微乳液加热到70°C并维持7h,然后用甲醇将聚合物/Fe2O3凝胶沉淀出来,制备成有机-无机复合膜材料。