有潜力的高分子纳米材料制备技术取得新进展汇总
材料科学领域中的新发现与创新

材料科学领域中的新发现与创新材料科学是一门研究材料组成、性能及制备方法的科学,它的研究范围广泛,应用广泛。
近年来,材料科学领域中的新发现和创新不断涌现,这些新发现和创新极大地推动了材料科学的发展。
一、新型纳米材料纳米材料具有较大比表面积和较短的晶粒尺寸,其特殊的物理、化学、热学等性质引起了广泛的兴趣。
在研究中,人们通过控制纳米材料的形态、尺寸和组成等因素,获取了很多非常独特的纳米材料。
例如,研究者们成功合成出“球形五氧化二钒纳米粒子”和“高度可靠的钒二氧化物纳米导线”。
这些新型纳米材料在电子器件、生物医学、光电子领域中都有着潜在的应用前景,进一步推动了纳米材料研究的发展。
二、机器学习在材料科学中的应用机器学习在材料科学研究和制备中的应用已经成为了一个持续发展的领域。
机器学习技术将数据处理、模型训练和预测等过程自动化,大大提高了材料研发的效率和速度。
例如,在引领新材料开发中应用机器学习技术,连续预测高性能化合物的生成能力,从而指导实验设计的方向,让研究者以更快更准的方式得出有价值的结果。
这种有机会改变材料研发方式的领域受到越来越多科学家和公司的关注,这也是未来材料科学发展的一大趋势。
三、3D打印技术改进3D打印技术最近经过进一步的改进和推广,越来越多的研究者开始使用这一技术以制造不同类型的材料。
不仅如此,人类不断尝试使用新材料来使全新的3D打印技术成为可能,这也从宏观上推动了材料科学的研究和发展。
例如,一项新加坡研究团队在3D打印技术中首次应用了混杂电弧熔铸法(MAAM),用它们制造出高质量的镍基高温合金零件。
这种技术已经被证明是比传统制造技术费时更短且成品更高质量的选项。
这打开了许多新的可能性,带动着可以使用材料发展的未来。
总之,材料科学领域中的新发现和创新不仅推动了科学研究和制造技术的发展,而且为人类带来了更多可能性。
未来,我们相信会有更多意想不到的材料科学创新出现,为全球的制造业发展做出贡献。
微纳米颗粒制备与应用技术的最新进展

微纳米颗粒制备与应用技术的最新进展近年来,微纳米颗粒制备与应用技术发展迅猛,为多个领域带来了重大的突破和改进。
微纳米颗粒具有较大的比表面积、优异的物理、化学性质,以及特殊的表面效应,因此在药物传递、能源储存、环境保护等方面具有广阔的应用前景。
本文将从微纳米颗粒制备和应用上最新的进展进行阐述。
一、微纳米颗粒的制备技术随着纳米技术的不断发展,诸多微纳米颗粒制备技术应运而生。
其中,溶胶凝胶法、燃烧法、沉淀法和气相法等成为主要的制备技术。
(一)溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种常用且有效的微纳米颗粒制备技术。
其通过控制溶胶中的化学成分、浓度和溶解度等参数,使颗粒在溶胶中逐渐增长、聚集而成。
同时,通过改变溶胶的温度、时间和湿度等条件,可以调控颗粒的尺寸、形状和晶相结构。
(二)燃烧法燃烧法是利用可燃物质进行颗粒制备的一种方法。
常见的可燃物质包括金属盐、有机物和高分子物质等。
在高温燃烧过程中,可燃物质会被氧化剂氧化产生燃烧产物,进而形成微纳米颗粒。
燃烧法制备颗粒的优点是制备过程简单、快速准确。
(三)沉淀法沉淀法是一种通过反应产物的沉淀过程制备微纳米颗粒的方法。
该方法主要通过溶液中的反应物通过化学反应生成难溶沉淀,然后通过过滤、离心等步骤得到微纳米颗粒。
沉淀法可以灵活地调整反应溶液的浓度、pH值和温度等参数,以控制颗粒的尺寸和形貌。
(四)气相法气相法是一种制备纳米颗粒的常用技术,其通过在高温、高压的条件下将气体反应产物进行快速冷却,从而得到微纳米颗粒。
气相法具有颗粒尺寸均一、纯度高、结构可控等优点,在催化剂、纳米电子器件等领域有着广泛的应用。
二、微纳米颗粒的应用领域微纳米颗粒作为一种先进材料,其在多个领域都显示出卓越的性能。
(一)生物医学应用在生物医学领域,微纳米颗粒被广泛应用于药物传递、分子影像和生物传感等方面。
微纳米颗粒可以作为一种药物载体,通过表面改性、药物包封等方法,实现药物的靶向输送,提高疗效同时减少毒副作用。
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。
具有特殊性能的高分子材料的研究进展及应用

具有特殊性能的高分子材料的研究进展及应用高分子材料是现代科技进步中的重要组成部分。
它们具有多种特殊性能,如高强度、轻质、耐磨损、耐化学腐蚀、导电性等,可被广泛应用于航空、航天、汽车、能源、医疗、电子、建筑等领域。
此外,随着人们对环保与可持续发展的关注,可降解高分子材料也逐渐得到重视。
本文将综述具有特殊性能的高分子材料的研究进展及应用。
一、高强度高分子材料高强度高分子材料是以高分子材料为基础的一类新材料。
在这类材料中,具有高强度的纤维材料如碳纤维、玻璃纤维等被加入其中,尤其是碳纤维,其强度可以和钢甚至是钛合金媲美。
因此,碳纤维增强高分子材料广泛应用于航空航天、汽车、体育用品等领域。
其中,碳纤维增强聚酰亚胺材料具有高温稳定性、阻燃性、耐腐蚀性等性能,应用于耐高温和防火领域,如火箭制造、电力设备绝缘材料等。
二、高导电高分子材料高导电高分子材料通常是通过将导电材料掺杂进普通高分子材料中而制成的。
这类材料具有导电、抗静电等独特性能,可被应用于电子信息领域。
其中最具代表性的是聚苯胺、聚噻吩和聚乙炔等高导电高分子材料。
聚苯胺被广泛应用于制造电池、传感器、太阳能电池等电子设备,聚噻吩则是制造有机发光二极管和太阳能电池的理想材料,聚乙炔在制造柔性电路、显示器和太阳能电池等领域也有广泛应用。
三、高透明高分子材料高透明高分子材料是指在保持高强度和韧性的前提下,同时具有较高的透光性。
这类材料通常是通过选择特殊的合成方法和改进材料结构而实现的。
高透明高分子材料在建筑、玻璃器皿、装饰等领域应用广泛,如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等。
其中,聚碳酸酯作为一种高透明、高强度、高韧性的材料,可用于制造汽车、飞机罩等,并有很好的隔热、隔音和阻燃性能。
四、可降解高分子材料可降解高分子材料是指在自然环境下或特定条件下能够分解并降解的高分子材料,这类材料主要由生物质材料和合成可降解高分子材料两类组成。
生物质材料如淀粉、纤维素等是一种可再生的、生产成本低廉、环保的材料,因此在医疗、包装、农业等领域有广泛应用。
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。
我科学家发明新纳米材料

去近红外激光时 ,温度的降低会导致相应化学催化
速率的下降 , 这样“ 纳米火箭” 会减速并停止 , 这一开
关 过 程可 反复 进行 多次 。 来源 : 《 中国电子报 》
四川大 学 医用高 分子 纳米 复合材 料
研究成 果获 7项专 利
日前 ,由 四川 大学 承担 的 国家级 国际科 技合 作
专项项 目—— 医用高分子纳米复合材料的设计 、 制
备 和微 加工项 目取 得创 新性 成果 ,相 关研 究 成果 获
与传统碳富勒烯显著不同的结构和成键特征 。它可
得最 新进 展 。 哈工 大 的研 究 人员 运用 近红 外激光 辐 照 时的 光
利通过专家组验收 ,标志着北京市纳米银导电墨水
和基 于 纳米 材 料 绿色 印刷 电路 的 R F I D射 频 标 签天 线实 现产业 化 .对 于推 动我 国纳米 绿色 印刷 电路 产
业 发 展具有 重 要意义 。
纳米材料绿色印刷电路制备技术 ,是将纳米导
电材 料直接 在 纸或膜 表 面 印刷形成 电路 工艺简单 、 成本低 、
基材 丰 富 、易 回 收利用 等特 点 .应 用 该技 术制 备 的
热转 换效 应 成功地 实 现 了对 “ 纳 米火箭 ” 的多 次开 关
加工 领域 的理 论及 技术水 平 。 来源:  ̄ C P R J中国塑料橡腮 》 北 京市 实现 纳米材 料绿 色 印刷 电路 制备技 术产 业化
近 日.北京 市重 大科 技成 果转 化 和产 业化 项 目
癌, 从而有望开辟癌症治疗的新途径。 相关成果 日前
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。
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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PFS36-b-P2VP502与PFS20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, suchas well-defined hollowrectangular rings. The solid and hollow 2D micelles provide a tunable platformfor further functionalization and potential for a variety of applications.来源:Qiu H, Gao Y, Boott CE, et al. Uniform patchy and hollow rectangular platelet micelles from crystallizable polymer blends.[J]. Science (New York, N.Y.), 2016, 352(6286).有潜力的高分子纳米材料制备技术取得新进展2009-06-02 14:02有潜力的高分子纳米材料制备技术取得新进展关键词:自然纳米材料链状高分子材料的微结构不同于常见的金属、陶瓷和氧化物玻璃, 它的结晶和非晶相在几十纳米尺度上相互交错编织起来形成特殊的多相复合织态结构。
一方面高分子的结晶相为塑料和纤维带来必要的强度和硬度, 或者为热塑性弹性体带来较硬的物理交联点。
另一方面, 其非晶相中分子链可以发生大尺度的形变, 为材料带来很好的柔韧性。
二者在纳米尺度上相互复合的结果使得大多数高分子材料表现出结构材料所需要的既强且韧的特点。
因此, 通过物理和化学等人工手段来调控高分子材料的半结晶织态结构, 是对高分子学科发展具有重大影响的基础性研究课题。
可举一反三的自晶种技术链折叠现象广泛存在于高分子结晶过程中。
链状大分子在结晶时为了有利于非平衡相转变动力学,总倾向于形成亚稳态的折叠链片晶,使得半结晶的高分子材料通常具有层状的结晶相和非晶相彼此复合在一起的织态结构。
结晶相为材料提供了必要的强度和硬度,非晶相则为材料提供了很好的韧性和弹性。
高分子片晶的厚度一般只有几十纳米,这样薄的晶体其熔点会远远低于热力学平衡熔点。
因此在高分子薄片晶发生熔化时的温度仍然低于平衡熔点,过冷的熔体还有生成更厚更稳定晶体的可能。
这种熔化和结晶共存的悖论状态可以用来制备较厚的高分子晶种,从而在特定的位置和取向上引发同种高分子晶体的生长。
这就是所谓的自晶种技术。
这一制备技术的成功很大程度上依赖于高分子片晶内部厚度的不均匀性。
片晶内部较厚的结晶区域由于具有较高的热稳定性,能够在高温熔融热处理时幸存下来成为高分子自晶种,从而在低温下批量诱导小单晶的生成。
基于简单格子模型的动态蒙特卡罗分子模拟证实了片晶内部的厚度不均匀现象。
“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“我们只是制备出纳米尺度上尺寸和取向非常均一的小单晶,将来这些小单晶具体能派什么用场目前并不十分明确。
我们现在只是找到一种特殊的纳米材料制备方式。
”胡文兵说,“纳米材料并不是达到纳米尺度就可以了,它还有均一的尺寸和取向要求,这样它的功能才能有效叠加起来。
但制备尺寸和取向均一的高分子纳米晶体材料并不是一件容易的事,在找到自晶种技术之前,还没有把它做得取向一致的方法。
这种尺寸和取向均一的材料或许会有潜在的应用前景。
但能否产业化还不确定。
”胡文兵说,“一种新型功能材料的出现,和社会需求关系很密切。
如果人们在生产生活中需要某种特殊性质的材料,大家都去寻找这种材料,也许正好发现这种技术制备出来的材料满足所需要的功能,这样该技术就能很快进入产业化阶段。
”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。