聚氯乙烯蒙脱土纳米复合材料的制备
聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备
1 绪言
聚氯乙烯是产量仅次于聚乙烯的第二大通用塑料。聚氯乙烯的分子链中含有的大量氯原子赋于这种聚合物以一定的极性和刚性，使其制品具有质轻柔软、力学强度高、耐腐蚀、绝缘、透明等优点，因此被广泛应用于工业、农业、建筑、包装等领域，在高分子材料工业中占有十分重要的地位。尽管PVC具有上述诸多优点，但仍存在一些严重的缺点，如韧性差、热稳定性差、流动性能差，有待通过各种改性措施对其性能加以改善[1-3]。
近几年来聚合物基纳米复合材料的研究发展相当迅速，已引起了高分子领域的广泛关注。利用某些层状硅酸盐的吸附性、离子交换性和膨胀性，将聚合物插入到层状硅酸盐的层间，形成性能优异的聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料（PLS）。1987年，日本的丰田研究发展中心[4]首先报导了通过单体插层原位聚合法，第一次成功制备了尼龙6/蒙脱土纳米复合材料，纳米复合材料的热变形温度较纯尼龙6有大幅度提高，同时力学性能和阻隔性能均有不同程度的提高。随着研究的进一步深入和扩展，现已报道合成很多聚合物基蒙脱土纳米复合材料。美国的Comell大学，Mihcigna州立大学、日本丰田研究院和中国科学院化学所等单位已在材料的制备、基础理论研究和应用开发方面取得了一系列成果[5-10]。
1.1 蒙脱土的结构
蒙脱土在大自然中主要以蒙脱石的形式存在，颜色一般呈白色或灰白色，因含杂质而略有黄色、浅玫瑰色、红色、蓝色或绿色等。蒙脱石具有复层网状结构，由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成，四面体与八面体依靠共同的氧原子连结。在两层硅氧四面体中间充满着可交换的水合阳离子，蒙脱土晶体结构如图1.1所示[11]。这种四面体和八面体的紧密堆积结构使其具有高度有序的晶格排列，每层的厚度约为1nm，具有很高的刚度，层间不易滑动。
图1.1 蒙脱土的晶体结构
蒙脱土中的同晶置换现象极为普遍，蒙脱土四面体中的部分Si4+离子可以被A13+离子取代，八面体中的A13+离子可以被Fe2+、Mg2+、Zn2+等阳离子所置换，因而晶层带负电荷，通过层间吸附的等电量阳离子来维持电荷平衡。层间的阳离子易水合而使夹层溶胀，这些水化阳离子以弱的库仑力结合。水合阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+)具有可交换的性质，可以被其它有机或无机阳离子取代。因此可以通过有机和无机阳离子的离子交换反应来调节蒙脱土的表面化学特性，并将其用于聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的制备。研究表明，在聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备过程中，层间可交换阳离子数即离子交换容量(CEC)并不是越高越好[11]。
通常有如下两种方法有机处理蒙脱土：
1、离子交换法
在前面我们提到，蒙脱土硅酸盐片层有很强的离子交换能力，可以被有机阳离子型表面活性剂、阳离子染料等交换出来，在制备PLS纳米复合材料的工艺过程中将这些离子交换剂统称为有机修饰剂。目前在制备PLS纳米复合材料时常使用的修饰剂有氨基酸、季铵盐、季鏻盐、吡啶类衍生物和其他阳离子型表面活性剂等。
2、利用粘土表面的活性羟基进行接枝改性
使用改性剂与粘土表面的活性羟基进行接枝反应，可以有效地降低粘土片层的表面能、增加粘土与聚合物基质的相容性[12-15]。目前最成熟、应用最广泛的改性剂是硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的最大特点是分子中同时含有水解性基团和亲有
机物基团。其中水解性基团易与粘土表面的活性羟基起化学接枝反应，亲有机物基团则与聚合物分子有良好的相容性。
1.2 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备
聚合物/蒙脱土纳米复合材料在制备上与传统复合材料的不同之处就在于其独特的插层复合制备技术。所谓插层复合是利用层状硅酸盐的吸附性、离子交换性和膨胀性，将单体或聚合物分子以液体、熔体或溶液的方式插入到经插层剂处理的层状硅酸盐的片层间，实现聚合物和硅酸盐片层的复合。插层复合法一般包括两种方式：插层聚合法和聚合物插层法。
插层聚合法是先将聚合物单体插层分散进粘土片层结构中，然后在一定条件下使单体在层间发生原位聚合反应，利用聚合过程放出的大量热量和聚合物分子链增长的体积效应，克服粘土片层间的静电引力，使层间距增大甚至出现粘土片层的剥离。聚合物熔融插层是将聚合物与蒙脱土的混合物加热到聚合物的熔点或玻璃化温度以上，在剪切力的作用下依靠分子链热运动使聚合物从熔体中扩散到粘土片层间，得到复合材料。
聚合物熔融插层法的适用范围较广，不同极性或结晶度的聚合物都可利用此种方法，与目前聚合物成型加工技术（挤出、注射）有良好的兼容性，有利于实现工业化。同时熔融插层法一般无须使用溶剂，在制备过程中也没有废气和废液排除，对环境友好,因此聚合物熔融插层法被认为是聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料制备方法中最有应用前景的制备方法[5,16,17]
1.3 聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的研究现状
聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料以其卓越的综合性能引起了人们的广泛兴趣。作为一种非常重要的聚合物粘土纳米复合材料，PVC粘土纳米复合材料近些年来成为人们研究的热点。
Marquette大学的Dongyan wang[18]等人利用熔融共混法制备出PVC随机粘土纳米复合材料。通过XRD及TEM对复合材料的微观结构进行了表征，发现有机粘土在树脂基体中能够部分插层部分剥离。文中还研究了粘土、增塑剂含量、熔融塑化时间及退火时间对所制复合材料的微观结构、力学性能和热性能的影响。复合材料的拉伸强度随粘土含量的增加而增加;当粘土含量较少时，复合材料的断裂伸长增加，然而随着土含量的继续增加，断裂伸长降低。从热失重结
果发现:有机土对材料的热稳定性的提高有一定的作用，并且粘土的加入影响了PVC的降解过程。此外，作者还发现在没有增塑剂邻苯二甲酸二辛酯（DOP）存在的情况下，粘土能够起到增塑剂的作用。
罗艳红[19]采用熔融插层法制备了聚氯乙烯/粘土纳米复合材料。实验结果表明:随着粘土含量的增加材料的机械性能得以提高，粘土含量继续增加，性能则下降。加入粘土后材料的耐热性能以及耐增塑剂迁移性均有所提高。
胡海彦[20]等人分别采用熔融共混法和原位插层聚合法制备了PVC/蒙脱土纳米复合材料。通过将原位插层法聚氯乙烯粘土纳米复合材料与熔融插层法制备的复合材料的结构性能对比发现:原位插层法能够更大程度实现插层和剥离，粘土片层分散状态以及复合材料的各项力学性能均要远远优于熔融体系。此外还研究了不同的有机插层剂对复合材料的插层效果及性能的影响。就PVC/MMT纳米复合体系而言，原位插层法可以在较广泛的插层剂范围内实现插层。而插层剂的结构及粘土片层的表面极性会较大程度上影响熔融体系的插层效果。
刘青喜[21]等人采用悬浮法原位插层聚合制备了PVC/蒙脱土纳米复合材料，采用XRD、SEM和电子探针技术对复合材料进行了结构表征。结果表明所制得的PVC/蒙脱土(MMT)复合材料为剥离型纳米复合材料。
1.4 本课题的选题依据
通过以上研究来看，目前通过熔融插层制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料面临的主要问题，一方面是有机修饰剂与聚合物的相容性差导致的加工过程中粘土层再聚集，另一方面就是有机修饰剂的热稳定性问题，所以蒙脱土表面修饰剂的结构是决定纳米复合材料结构性能的关键因素。季铵盐修饰剂结构与高分子基质结构的相似程度越高，越易形成剥离型纳米复合材料，所得材料的力学性能也越好；季铵盐修饰剂的热稳定性能越好，则材料的热稳定性能也越高。
本实验室已经成功制备了一系列低聚物季铵盐，通过与层间阳离子进行离子交换，得到低聚物修饰的有机粘土，将其与聚合物进行熔融共混后，发现其热稳定性明显要优于小分子季铵盐，但是分散性还不是非常理想。
本实验利用事先由原位聚合法制备的有机蒙脱土，通过熔融共混法制备聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料，考察原位低聚有机蒙脱土对所制备复合材料结构和性能的影响。
2 实验部分
2.1实验原料
表2.1 实验原料
试剂纯度生产厂家邻苯二甲酸二异辛酯化学纯国药集团化学试剂
邻苯二甲酸二异丁酯分析纯天津四通化工厂
复合稳定剂CH101 南京协和化学有限公司
碳酸钙化学纯北京化工厂
硬脂酸分析纯北京化学试剂公司
石蜡化学纯上海华永石蜡有限公司
PVC粉料内蒙古三联化工股份有限公司
2.2实验仪器
表2.2 实验仪器
仪器型号生产厂家
双辊塑炼机SJK-160 武汉维尔塑料机械有限公司
塑料混合机SHR-10 武汉维尔塑料机械有限公司
万能制样机HWN-15 吉林省华洋仪器设备有限公司
平板硫化机成都航发液压工程有限公司
2.3聚氯乙烯复合材料的制备
将聚氯乙烯粉状原料、各种助剂和事先已经合成好的低聚有机蒙脱土按表2.3配方在塑料混合机中充分混合，先常温混合5min，再加热到60℃继续混合5min。将双辊塑炼机前辊温度调到166℃，后辊温度调到145℃进行加热，待温度到达指定温度并稳定后，调节两辊间距约为1—2mm，开动机器，前辊筒线速度为17.8r/min，后辊筒线速度为24.0r/min，待机器转动5min后，加入混好的原料，在开炼塑机上进行熔融共混，约10min后拉片取下，在平板硫化机上热压成4mm厚矩形板，压片温度170℃，压力15MPa。在万能制样机上切割制样。复合材料加工配方见表2.3
表2.3 复合材料加工配方
组分含量（g）
PVC粉料100
CaCO320
复合热稳定剂 4.0
邻苯二甲酸二异辛酯 4.0
邻苯二甲酸二异丁酯 4.0
硬脂酸 1.28
石蜡 1.28
低聚有机土0.5-2.0
本文主要合成了聚氯乙烯与PMMA-B-MMT低聚有机蒙脱土共混的复合材料，低聚有机土的加入量为100g聚氯乙烯粉末原料中加土0.5g、1.0g、1.5g、2.0g 。合成材料分别记作：PVC/PM-B-MMT-0.5 phr、PVC/PM-B-MMT-1.0 phr、PVC/PM-B-MMT-1.5 phr、PVC/PM-B-MMT-2.0 phr。(phr: per hundreds of resin 每百克树脂含量)
3材料的表征和结果讨论
3．1 表征方法
XRD表征
德国DB ADV ANCE型X－射线粉末衍射仪，Cu Kα 辐射（λ＝1.5406）。扫描范围2θ 从1 ?到10?，扫描速度0.5?/min。
TEM测试
用日本H-800型透射电子显微镜观察复合材料的微观结构。加速电压200KV。
TGA测试
德国NETZSCH STA-409-PC型差热热失重分析仪，氮气气氛，升温速度10 ℃/ min，扫描范围30-750 ℃。
热变形温度的测定
热变形温度、维卡软化点温度测定仪，XRW-300F型，北京金盛鑫检测仪器有限公司。
在万能制样机上将试样制成80mm×10mm×4mm的标准样条进行热变形温度测定。热变形温度采用GB/T 1634.1—2004标准中的A法进行试验，试样平放，载荷3N，升温速率（12±1）℃/6min。
力学性能测试
使用深圳新三思材料检测有限公司，CMT 4204型电子万能试验机测定拉伸性能，拉伸速度5 mm/min。
采用美标D638-03为标准使用万能制样机制备哑铃型标准样条测试力学性能。
3.2 结果讨论
3.2.1 复合材料的XRD分析
图3.1为PVC/PM-B-MMT复合材料体系的XRD谱图。其中a、b、c、d、e 分别为未加土改性PVC和低聚有机蒙脱土PMMA-B-MMT含量分别为0.5phr、1.0phr、1.5phr、2.0phr复合材料的XRD图。图 3.2为低聚有机蒙脱土PMMA-B-MMT和季铵盐修饰蒙脱土B-MMT的XRD谱图。同样，与图3.1中a、b、c、d、e曲线上在2θ=1.8°2θ=3.7°2θ=5.5°2θ=7.3°2θ=9.2°左右的五个衍射峰对
应的是复稳定剂（CH101）的五个衍射峰(图3.3)。在材料的加工过程中，经过双辊塑炼机的剪切，可能使得低聚有机蒙脱土的（001）晶面衍射峰向小角方向移动，但与复合稳定剂的部分衍射峰重合而不能分辨。结合电镜图（图3.4）可以看到，对于PVC/PM-B-MMT复合材料体系，的确有部分蒙脱土片层间距增大，证明聚氯乙烯分子链插入蒙脱土层间。
e
d
c
b
a
246810
2θ (degree)
2θ (degree)
图3.2B-MMT和PMMA-B-MMT的XRD图
2
4
6
8
10
1000
20003000
400050006000700080009000
I n t e n s i t y
2 (degree)
图3.3复合稳定剂的XRD 谱图
3.2.2 复合材料的TEM 分析
图3.4复合材料的TEM 照片
图3.4是PVC/PM-B-MMT 复合材料的TEM 照片。从图中可以看到，蒙脱 土片层有规则排列，结构基本没有被破坏，但是部分PVC 链已经插层进入蒙脱土层间，部分蒙脱土片层间距增大。
3.2.3 复合材料的TGA 分析
图3.5和图3.6分别是PVC/PM-B-MMT 复合材料体系的TGA 和DTG 曲线。表3.1中的分解温度T onset 、T 10%、T max 分别代表材料失重5 wt%、10 wt%和最大
W e i g h t %
Temperature (o
C)
D e r i v w e i g h t (%/o
C )
Temperature (o
C)
图3.6 PVC/PM-B-MMT 复合材料的DTG 曲线 表3.1 PVC/PM-B-MMT 复合材料的TGA 数据
材料
T onset /℃ T 10%/℃ T max /℃ PVC
254 274 295 PVC/PM-B-MMT-0.5phr 253 273 302 PVC/PM-B-MMT-1.0phr 256 275 297 PVC/PM-B-MMT-1.5phr 260 278 301 PVC/PM-B-MMT-2.0phr
260
278
298
从图表中可以发现:与纯PVC 材料相比复合材料的热性能提高，初始降解温
度和降解10%时温度都比纯PVC 稍高，达到最快降解速率时的温度比纯PVC 提高7 ℃左右。充分说明，蒙脱土改性聚氯乙烯，使其热性能增加。 3.2.4 复合材料的热变形温度
塑料弯曲负荷热变形温度（简称热变形温度：T f ）是衡量塑料耐热性能的主要指标之一。负荷热变形温度试验是测定塑料试样浸在一种等速升温的液体传热介质中，在简支梁式的静弯曲负载作用下，试样弯曲变形达到规定值时的温度。
本文考察了不同含量低聚有机蒙脱土的加入对聚氯乙烯材料热变形温度的影响表3.2为纯PVC 和两种复合材料的热变形温度数据。图3.7为低聚有机土含量不同时对材料的热变形温度的影响曲线。
表3.2 PVC/PM-B-MMT 复合材料的T f 数据
材料 T f /℃ PVC
53 PVC/PM-B-MMT-0.5phr 56 PVC/PM-B-MMT-1.0phr 55 PVC/PM-B-MMT-1.5phr 57 PVC/PM-B-MMT-2.0phr 57
T (o
C )
PMMA-B-MMT/phr
图 3.7 OMMT 含量对材料T f 的影响
从以上图表中可以看到:低聚有机土的加入，使得材料的热变形温度不同程度的提高，使材料的耐热性能增加。随着蒙脱土含量的增加，材料的热变形温度T f 总体上升高。低聚有机蒙脱土含量为0.5phr 时材料热性能最好。
蒙脱土之所以能够提高复合材料的热稳定性，因为蒙脱土本身热性能较好，并且蒙脱土片层的阻隔和限制作用有利于复合材料热性能的提高[22]。 3.2.5 复合材料的力学性能分析
塑料的拉伸性能是力学性能中最重要、最基本的性能之一。拉伸试验是对试样沿纵轴方向施加静态拉伸负荷，使其破坏。通过测定试样的屈服力、破坏力和 试样标距间的伸长率来求得试样的拉伸强度和断裂伸长率。
表3.3为PVC/PM-B-MMT 复合材料的拉伸性能数据。 表3.3 PVC/PM-B-MMT 复合材料的拉伸性能
注：σm 表示拉伸强度，εm 表示断裂伸长率。σm %, εm %表示复合材料两项指标相对纯PVC
的增长量。即σm %
t e n s i l e s t r e n g t h (M P a )
OMMT content (phr)
图 3.8 OMMT 含量对材料拉伸强度的影响
通过图表可以看出，PVC/PM-B-MMT 体系复合材料的拉伸强度和断裂伸长率相对于纯PVC 有所提高。在蒙脱土含量较少时，粒子分散均匀，界面性能良好，能有效传递拉伸应力，从而对复合材料起到很好的增强作用，材料力学性能比较好。随着蒙脱土含量增加，复合材料的拉伸强度下降，主要是因为，随着蒙
σm /（Mpa ）
εm /（%） σm % εm % PVC
35.3 10.6 - - PVC/PM-B-MMT-0.5phr 38.8 12.4 9.9 17.0 PVC/PM-B-MMT-1.0phr 36.9 9.5 4.5 -10.4 PVC/PM-B-MMT-1.5phr 37.9 11.0 7.4 3.8 PVC/PM-B-MMT-2.0phr
37.1
12.3
5.1
16.0
脱土量的增加，蒙脱土在聚合物基质中的分散性变差引起性能下降。
4结论
本文主要利用事先制备好的低聚有机蒙脱土与PVC高分子基质通过熔融共混法在双辊塑炼机上制备PVC/蒙脱土纳米复合材料。通过XRD、TEM表征分析了两种复合材料的微观结构和形貌，通过热重分析测试和热变形温度测试探讨了材料的热性能，并对材料的力学性能进行了测试和讨论。
XRD和TEM结果表明，PVC/PM-B-MMT复合材料大部分为传统微米填充型复合材料，但部分PVC高分子链也已经插层进入蒙脱土层间，在一定程度上实现了聚合物分子链对蒙脱土的插层和分散。
热重分析和力学性能测试结果表明，复合材料的热稳定性和力学性能相对纯PVC都有所提高。
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高抗冲聚苯乙烯的制备
高抗冲聚苯乙烯的制备 一、聚苯乙烯的发展及高抗冲聚苯乙烯的简介 苯乙烯树脂是五大通用性合成树脂之一，一般按产量仅次于PE、PVC和PP而居第四位。 苯乙烯发展初期，只生产通用型聚苯乙烯。其质硬而脆、机械强度不高、耐热性较差，且易燃。为此人们做了大量的改进工作，形成了高抗冲聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯、丙烯晴-苯乙烯共聚物等为代表的庞大的苯乙烯树脂体系。 高抗冲聚苯乙烯是一种橡胶粒径约为2um,分散在透明聚苯乙烯基质中形成的复合材料。它具有尺寸稳定、电绝缘性好、易于加工、成本低廉、综合性能优良等优点，从而在包装、器械、家电及玩具等领域被广泛使用，消耗量逐年增加。高抗冲聚苯乙烯一般是用橡胶状丁二烯聚合物补强的聚苯乙烯。它可为混合物或接枝共聚物，前者很少引起聚苯乙烯性能的变化，或者根本没有变化，而后者则根据参入的聚丁二烯量在抗冲击强度及其他性能方面显出很大的改善，用橡胶改善聚苯乙烯大大增加了高抗冲聚苯乙烯的应用范围。 二、原理及制备 聚苯乙烯的接枝共聚共混方法主要有乳液―悬浮方法、本体—悬浮方法和连续本体方法等。其中乳液—悬浮方法由于经济╱性能指标较差已经逐渐被淘汰。本体—悬浮方法是发展较晚的一种方法，但由于设备利用率低，工艺流程长，能耗大，生产成本较高，此法一趋淘汰。 1、工业制法 本体法聚合时，首先将橡胶溶解于苯乙烯单体中。在与聚合反应转化至6％—10％时，就开始形成两相，即PS相和橡胶相。这样，苯乙烯中的PS相和苯乙烯中的橡胶相达到一定的相体积比时，在切应力搅拌存在下，即发生相变。此时，橡胶在反应系统中的相容性降低，因橡胶析出而体系粘度骤降，而切应力的存在使橡胶颗粒分散为切断小粒，这便是本体聚合法生产HIPS的关键所在。反应由苯乙烯本体聚合和橡胶苯乙烯聚合两种方式同时进行，经过四个聚合釜连续反应，转化率达75%～80%时，将聚合物送入脱气槽，脱去未反应的单体，再经挤压抽条、冷却、造粒、包装即得成品。 步骤：⑴聚合：由预聚和终聚两部分组成，预聚在较低的温度（如90℃）并伴有良好的搅拌条件下进行；终聚则在较高温度下进行（如120℃），通过加入溶剂来降低反应体系的粘度。⑵后处理：在高温、高真空的操作条件下，脱除熔体中的溶剂和残留单体。 2、实验室制备方法： 原料：聚苯乙烯、SBS弹性体、顺丁橡胶、硼酸锌、钛白粉等。 仪器设备：高速混合机、螺杆挤出机、热压成型、悬臂式冲击机。 试样准备
浅谈中职学校就业方向英语教学
浅谈中职学校就业方向英语教学 摘要：中职学校英语教学具有很强的挑战性和灵活性，老师不但要具有深厚的专业知识，更需要根据中职学生与普通中学学生性质的不同而有针对性地进行英语教学。中职英语老师需要有针对性的备课，灵活多变的课堂组织教学，以及不可忽略的课后教学。 关键词：中职学生就业方向英语教学 中图分类号： g718 文献标识码： c 文章编号：1672-1578（2011)11-0215-02 许多中等职业学校的教师都认为教学就是把自己所学知识倾囊 相授，这些年教学实践使笔者明白中职英语教学具有很强的挑战性和灵活性，老师不但要具有深厚的专业知识，更需要根据中职学生与普通中学学生的性质不同，而有针对性地进行英语教学。下面笔者主要针对就业方向的中职学生浅谈一下英语教学应该注意的几点： 1 有针对性地备课 中等职业学校学生的文化知识一般比较差，英语老师在教学前是否认真的有针对性的备课是教学是否成功的首要条件，备课时教师要熟悉大纲和教材，把握教学内容；分析教学任务，明确教学目标；研究学生特点和性质以及学生的知识基础，选择教学方法；设计教学过程，编写教学计划，从而为上课做好充分的准备。中等职业学校就业方向的英语教学应以“适用”为备课原则，以求学生能掌握一些基础英语知识以及能说一些日常生活适用的英语，很多属于高
考的英语知识点或难点则可以选择不予讲解。 2 进行有效的课堂组织教学 2.1激发学习英语的激情与兴趣 每个教师都明白学习兴趣对于教学的重要性，而在中职学校教学过程中这一点显得尤为重要，中职学生在中学的文化课已经相对薄弱，这严重导致了他们缺乏对文化课的学习兴趣，进入中职学校还要学习文化课，他们显然没有任何的学习兴趣，尤其是英语这一学科，一些学生甚至连26个英语字母都在中学时没能掌握，不能准确的针对国际音标发音，怎能还有学习兴趣？所以作为一名中职学校的英语教师，怎样唤醒中职学生的英语学习兴趣是一个教学过程中的一个重点也是难点，培养中职学生学习英语的激情与兴趣应该从两点出发：首先，要从教师本身出发。我们很多人都认为老师一般都需要在学生面前建立自己的威信，这点的确需要，但是往往很多老师过于严肃，让学生产生了相当大的畏惧心理，再加上教学内容全是枯燥的英语语法知识，中职学生怎能对英语学习充满学习兴趣？其实老师上英语课应该一改严肃的教学风格，上课可以带上丰富的肢体语言，英语语言可以抑扬顿挫，面部表情可以根据授课内容而变化，同时老师面对学生要少一点架子，多一点的尊重和真诚，少一点尖酸刻薄，多一点赏识和信赖，少一些冷漠，多一点的热情和交流.师生之间只有互相了解，互相沟通，互相平等，学生才会喜欢你，才会爱你，到那时候，“亲其师而信其道”，一名这样的英语教师在学生喜欢的环境下教学必定充满了教学乐趣，学生同时也
纳米复合材料制备
方法： 1.1溶胶一凝胶法 溶胶一凝胶法是一种制备纳米复合材料的重要方法，它是将无机相的前驱体(例如:正硅酸乙醋)和聚合单体、低聚物或高聚物在液态状态下相互混溶，实现分子级水平的均匀混合后，发生溶胶一凝胶反应，生成的纳米复合材料的各组分之间可以形成相互连接的范德华力、氢键或者是化学键，防止了相分离的发生。 溶胶凝胶法的特点在于，该方法反应条件温和，分散均匀，甚至可以达到“分子复合”的水平。目前溶胶一凝胶法是应用最多、也比较完善的方法之一。但它也有一些缺点，如前驱物大都是正硅酸烷基酷，价格昂贵而且有毒;干燥过程中由于溶剂、小分子的挥发，使材料内部产生收缩应力，致使材料脆裂，很难获得大面积或较厚的纳米复合材料等。 1.2原位聚合法 原位聚合，即在位分散聚合，是制备具有良好分散效果纳米复合材料的重要方法。该方法将纳米粒子在单体中均匀分散，然后在一定条件下就地聚合，形成纳米复合材料。 （由于这些原位生成的第二相与基体间的界面有着理想的原位匹配，能显着改善材料中两相界面的结合状况。而且，原位复合省去了第二相的预合成，简化了工艺。此外，原位复合还能够实现材料的特殊显微结构设计并获得特殊性能，同时避免因传统工艺制备材料时可能遇到的第二相分散不均匀，界面结合不牢固以及物理、化学反应使组成物相丧失某些特性等不足的问题。原位聚合法可在水相，也可在油相中发生，单体可进行自由基聚合，在油相中还可进行缩聚反应，适用于大多数聚合物基有机一无机纳米复合体系的制备。）原位聚合法反应条件温和，制备的复合材料中纳米粒子分散均匀，粒子的纳米特性完好无损。同时在聚合过程中，只经次聚合成型，不需热加工，避免了由此产生的降解，从而保持了基本性能的稳定。但其使用有较大的局限性，因为该方法仅适合于含有金属、硫化物或氢氧化物胶体粒子的溶液中使单体分子进行原位聚合制备纳米复合材料。 1.3插层法 插层复合法是将单体或插层剂插层于具有层状结构的硅酸盐(粘土、云母等)、石墨、金属氧化物等无机物中，然后单体在无机片层之间聚合。在此过程中，单体进入无机片层之间，并因聚合可使片层间距扩大甚至剥离，使层状填料在聚合物基体中达到纳米尺度的分散，从而获得纳米级复合材料。 1.3.1溶剂插层法(大分子或预聚物插层法) 该方法首先将层状硅酸盐在一种溶剂(可以是有机溶剂或水)中剥离成单片层，然后将聚合物(对于不溶解聚合物，可使用预聚物)溶解在该混合物中，由于聚合物与层状硅酸盐片层有一定的吸附作用，当除去溶剂后，层状硅酸盐发生聚集，将聚合物夹在层状硅酸盐之间，得到具有一定规整结构的纳米复合材料。 对于水溶性基体，如氧化聚乙烯PEo[聚乙烯醇PV A[s]都使用该方法得到了插层型纳米复合材料，而聚己酸内醋PCL和聚交酷PLA溶解在氯仿中也使用该方法得到了纳米复合材料件。对于不能溶解的一些聚合物，则将其预聚物溶解在含有剥离层状硅酸盐的溶液中，使预聚物吸附在层状硅酸盐上，然后采用物理或化学方法将预聚物转化为目标聚合物，如聚酞亚胺。 1.3.2原位插层聚合法 将层状硅酸盐在液体单体(或单体溶液)中溶胀，然后单体在层间引发聚合，引发可以采
纳米复合材料制备
纳米复合材料制备文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
方法： 1.1溶胶一凝胶法 溶胶一凝胶法是一种制备纳米复合材料的重要方法，它是将无机相的前驱体(例如:正硅酸乙醋)和聚合单体、低聚物或高聚物在液态状态下相互混溶，实现分子级水平的均匀混合后，发生溶胶一凝胶反应，生成的纳米复合材料的各组分之间可以形成相互连接的范德华力、氢键或者是化学键，防止了相分离的发生。 溶胶凝胶法的特点在于，该方法反应条件温和，分散均匀，甚至可以达到“分子复合”的水平。目前溶胶一凝胶法是应用最多、也比较完善的方法之一。但它也有一些缺点，如前驱物大都是正硅酸烷基酷，价格昂贵而且有毒;干燥过程中由于溶剂、小分子的挥发，使材料内部产生收缩应力，致使材料脆裂，很难获得大面积或较厚的纳米复合材料等。 1.2原位聚合法 原位聚合，即在位分散聚合，是制备具有良好分散效果纳米复合材料的重要方法。该方法将纳米粒子在单体中均匀分散，然后在一定条件下就地聚合，形成纳米复合材料。 （由于这些原位生成的第二相与基体间的界面有着理想的原位匹配，能显着改善材料中两相界面的结合状况。而且，原位复合省去了第二相的预合成，简化了工艺。此外，原位复合还能够实现材料的特殊显微结构设计并获得特殊性能，同时避免因传统工艺制备材料时可能遇到的第二相分散不均匀，界面结合不牢固以及物理、化学反应使组成物相丧失某些特性等不足的问题。原位聚合法可在水相，也可在油相中发
生，单体可进行自由基聚合，在油相中还可进行缩聚反应，适用于大多数聚合物基有机一无机纳米复合体系的制备。） 原位聚合法反应条件温和，制备的复合材料中纳米粒子分散均匀，粒子的纳米特性完好无损。同时在聚合过程中，只经次聚合成型，不需热加工，避免了由此产生的降解，从而保持了基本性能的稳定。但其使用有较大的局限性，因为该方法仅适合于含有金属、硫化物或氢氧化物胶体粒子的溶液中使单体分子进行原位聚合制备纳米复合材料。 1.3插层法 插层复合法是将单体或插层剂插层于具有层状结构的硅酸盐(粘土、云母等)、石墨、金属氧化物等无机物中，然后单体在无机片层之间聚合。在此过程中，单体进入无机片层之间，并因聚合可使片层间距扩大甚至剥离，使层状填料在聚合物基体中达到纳米尺度的分散，从而获得纳米级复合材料。 1.3.1溶剂插层法(大分子或预聚物插层法) 该方法首先将层状硅酸盐在一种溶剂(可以是有机溶剂或水)中剥离成单片层，然后将聚合物(对于不溶解聚合物，可使用预聚物)溶解在该混合物中，由于聚合物与层状硅酸盐片层有一定的吸附作用，当除去溶剂后，层状硅酸盐发生聚集，将聚合物夹在层状硅酸盐之间，得到具有一定规整结构的纳米复合材料。 对于水溶性基体，如氧化聚乙烯PEo[聚乙烯醇PVA[s]都使用该方法得到了插层型纳米复合材料，而聚己酸内醋PCL和聚交酷PLA溶解在氯仿中也使用该方法得到了纳米复合材料件。对于不能溶解的一些聚合
高分子纳米复合材料的制备
高分子纳米复合材料的制备 摘要： 纳米材料科学是一门新兴的并正在迅速发展的材料科学。由于纳米材料体系具有许多独特的性质，应用前景广阔，而且涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、配位化学、化学反应动力学和表面、界面科学等多种学科，在实际应用和理论上都具有极大的研究价值，所以成为近些年来材料科学领域研究的热点之一，被誉为“21世纪最有前途的材料”［1, 2］。 关键词：高分子纳米复合材料，纳米单元，制备 由于纳米微粒尺寸小、比表面积大，表面原子数、表面能和表面张力随粒径的下降急剧增大，表现出小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点，从而使纳米粒子出现了许多不同于常规固体的新奇特性，展示了广阔的应用前景；同时它也为常规的复合材料的研究增添了新的内容，含有纳米单元相的纳米复合材料［5］通常以实际应用为直接目标，是纳米材料工程的重要组成部分，正成为当前纳米材料发展的新动向，其中高分子纳米复合材料［6～10］由于高分子基体具有易加工、耐腐蚀等优异性能，且能抑止纳米单元的氧化和团聚，使体系具有较高的长效稳定性，能充分发挥纳米单元的特异性能，而尤受广大研究人员的重视。 高分子纳米复合材料是由各种纳米单元与有机高分子材料以各种方式复合成型的一种新型复合材料，所采用的纳米单元按成分分可以是金属，也可以是陶瓷、高分子等；按几何条件分可以是球状、片状、柱状纳米粒子，甚至是纳米丝、纳米管、纳米膜等；按相结构分可以是单相，也可以是多相，涉及的范围很广，广义上说多相高分子复合材料，只要其某一组成相至少有一维的尺寸处在纳米尺度范围（1 nm～100 nm）内，就可将其看为高分子纳米复合材料。对通常的纳米粒子/高分子复合材料按其复合的类型大致可分为三种：0-0复合，0-2 复合和0-3复合，纳米粒子在高分子基体中可以均匀分散，也可以非均匀分散；可能有序排布，也可能无序排布，甚至粒子聚集体形成分形结构；复合体系的主要几何参数包括纳米单元的自身几何参数，空间分布参数和体积分数，本文主要涉及后两种类型的高分子纳米复合材料。此外，还有1-3复合型，2-3复合型高分子纳米复合材料，高分子纳米多层膜复合材料，有机高分子介孔固体与异质纳米粒子组装的复合材料等等［1］。 纳米单元与高分子直接共混 此法是将制备好的纳米单元与高分子直接共混，可以是溶液形式、乳液形式，也可以是熔融形式共混。可用于直接共混的纳米单元的制备方法种类繁多［15～18］，通常有两种形式的制备：从小到大的构筑式，即由原子、分子等前体出发制备；从大到小的粉碎式，即由常规块材前体出发制备（一般为了更好控制所制备的纳米单元的微观结构性能，常采用构筑式制备法）。总体上又可分为物理方法、化学方法和物理化学方法三种。 物理方法有物理粉碎法，采用超细磨制备纳米粒子，利用介质和物料间相互研磨和冲击，并附以助磨剂或大功率超声波粉碎，达到微粒的微细化；物理气相沉积法（PVD）：在低压的惰性气体中加热欲蒸发的物质，使之气化，再在惰性气体中冷凝成纳米粒子，加热源可以是电阻加热、高频感应、电子束或激光等，不同的加热方法制备的纳米粒子的量、大小及分布等有差异；还有流动液
苯乙烯悬浮聚合制备聚苯乙烯的合成工艺
目录 第一章概述 1.1聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯介绍 (1) 1.2 EPS储存条件 (1) 1.3 EPS生产技术的进展 (2) 1.4 EPS 存在的问题及解决方法 (2) 第二章可发性苯乙烯工艺的设计原理和流程 2.1可发性聚苯乙烯合成的原料 (3) 2.2可发性苯乙烯珠粒制造 (4) 2.3可发性聚苯乙烯塑料成型 (6) 2.4熟化 (7) 2.5成型 (7) 第三章聚苯乙烯珠粒制备的影响因素 1 悬浮分散体系的选择及影响 (7) 2 悬浮分散剂的用量对粒径大小的影响 (8) 3助分散剂的选择与作用 (8) 4.搅拌桨的形式对悬浮聚合的影响 (8) 5 聚合操作因素对产品质量的影响 (8) 6 浸渍条件的影响 (9) 7 后处理的影响 (9) 第四章EPS的性能及用途 4.1 力学性能 (9) 4.2 绝热性能.................... .. (9) 4.3化学性能 (10) 4.4 EPS的用途 (10) 五．总结 (11) 六．参考文献
第一章概述 1.1聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯介绍 聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯（GPPS）.可发性聚苯乙烯（EPS).高抗冲聚苯乙烯（HIPS）及间规聚苯乙烯（SPS）。 聚苯乙烯(Polystyrene，简称PS)是一种无色透明的热塑性塑料，质地硬而脆，无色透明，可以和多种染料混合产生不同的颜色。聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高，刚度大，玻璃化温度高，性脆等。其玻璃化温度80～90℃，非晶态密度1.04～1.06克/厘米3，晶体密度1.11～1.12克/厘米3，熔融温度240℃，电阻率为1020～1022欧·厘米。导热系数30℃时0.116瓦/(米·开)。 普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等。此外还有全同和间同立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性具有高于100摄氏度的玻璃转化温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。 发泡聚苯乙烯又称可发性聚苯乙烯，是由苯乙烯悬浮聚合，再加入发泡剂而制得。白色珠状颗粒，相对密度1．05。热导率低，吸水性小。耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振。介电性能优良。溶于丙酮、醋酸乙酯、苯、甲苯、二氯乙烷、氯仿、不溶于乙醇、正己烷、环己烷、溶剂汽油等。可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成，加工过程中受热发泡，专用于制作泡沫塑料产品。高抗冲聚苯乙烯为苯乙烯和丁二烯的共聚物，丁二烯为分散相，提高了材料的冲击强度，但产品不透明。间规聚苯乙烯为间同结构，采用茂金属催化剂生产，是近年来发展的聚苯乙烯新品种，性能好，属于工程塑料。 1.2 EPS储存条件 贮存可发性聚苯乙烯树脂的设备要采取良好的接地预防措施，贮存可发性聚苯乙烯树脂的地方要有良好的通风，远离火源、热源，避免阳光直接照射，容器应密封良好，同时贮罐内应通以惰性气体；为保证最终产品质量，可发性聚苯乙烯树脂的贮存温度应保持在20℃；湿度不能太大，并
环氧树脂_二氧化钛纳米复合材料的制备及性能
环氧树脂/二氧化钛纳米复合材料的制备及性能 作者：董元彩， 孟卫， 魏欣， 杨绪杰， 陆路德， 汪信 作者单位：南京理工大学材料化学教研室，210094 刊名： 塑料工业 英文刊名：CHINA PLASTICS INDUSTRY 年，卷(期)：1999,27(6) 被引用次数：74次 参考文献(11条) 1.Shang SW;WilliamsJ W查看详情[外文期刊] 1994(29) 2.ShangSW;WilliamsJW查看详情 1995(30) 3.黄锐;徐伟平查看详情 1997(03) 4.熊传溪;闻荻江;皮正杰查看详情 1994(04) 5.欧玉春;漆宗能查看详情 1997(02) 6.Henglein A查看详情 1989(89) 7.严东生查看详情 1995(01) 8.Rustum Roy查看详情 1987(18) 9.林鸿益查看详情 1994(06) 10.张宝龙;黄吉甫查看详情 1998(05) 11.邹盛欧查看详情 1996(09) 引证文献(74条) 1.吴宗汉.罗曼环氧树脂及涂料的增韧改性[期刊论文]-涂料工业 2009(12) 2.熊磊.王汝敏.梁红波.管静超支化聚合物接枝纳米TiO2/环氧树脂复合材料的制备与表征[期刊论文]-中国胶粘剂 2009(4) 3.齐鑫.邸明伟纳米技术在弹性体增韧环氧树脂中的应用[期刊论文]-粘接 2009(1) 4.颜正义.游长江.李瑶环氧树脂增韧改性的研究进展[期刊论文]-广州化学 2009(1) 5.吴捷.杨楠.吴大青聚合物基纳米复合材料的制备方法及其性能评述[期刊论文]-森林工程 2009(6) 6.欧宝立.李笃信表面修饰纳米SiO2增强增韧聚氯乙烯[期刊论文]-复合材料学报 2009(1) 7.江曙.廖立兵环氧树脂/金云母纳米复合材料的制备与表征[期刊论文]-矿物学报 2008(4) 8.狄宁宇.沈鉴烽.曹万荣.刘攀登.郑芳环氧灌封料中无机填料的研究[期刊论文]-绝缘材料 2008(5) 9.谢宇.曹黎华纳米粒子改性环氧树脂的研究进展[期刊论文]-应用化工 2008(3) 10.王合情.曹诺.肖卫东.胡高平纳米有机蒙脱土改性环氧树脂的研究[期刊论文]-现代塑料加工应用 2007(6) 11.王慧敏.柳婵.李清环氧丙烯酸酯/蒙脱土插层材料的研究[期刊论文]-烟台大学学报（自然科学与工程版）2007(3) 12.曹端庆.熊联明.覃毅.李璐.曾林辉.郭亮环氧树脂改性方法研究进展[期刊论文]-塑料科技 2007(11) 13.曹树祥.黎苇.余任亮纳米材料的特性及其在建筑涂料中的应用[期刊论文]-九江职业技术学院学报 2007(3) 14.陈士昆.吴杰颖.徐国财微米碳酸钙复合树脂制备及表征[期刊论文]-淮南师范学院学报 2007(3) 15.曹诺.肖圣洁.肖卫东三溴苯酚/环氧树脂活性阻燃体系的增韧研究[期刊论文]-塑料科技 2007(3) 16.魏建军.毕兴.姚建武纳米材料的特性及其在建筑涂料中的应用[期刊论文]-江西化工 2007(2)
综述(1)-聚苯乙烯
聚苯乙烯的功能聚合物的制备方法及应用 综述 摘要 作为聚合物之一的聚苯乙烯的应用范围很广，其衍生物种类繁多，聚苯乙烯可用于合成不同的功能聚合物，不同的功能聚合物具有不同的合成方法和不同的功能应用，本综述就聚苯乙烯的不同功能聚合物的普遍制备方法和应用前景和意义作简要概述。 关键词 聚苯乙烯衍生物制备方法应用概述 （一）侧链带8-羟基喹啉的聚苯乙烯 1．侧链带8-羟基喹啉的聚苯乙烯的制备方法 以邻苯二甲酰亚胺钾盐为亲核取代试剂，通过盖布瑞尔反应(Gabrielaction)，将氯甲基聚苯乙烯(CMPS)转变为氨甲基聚苯乙烯。 首先研究了采用相转移化体系并通过亲核取代反应，制备氨甲基聚苯乙烯的前驱体—苯二甲酰亚胺基甲基聚苯乙烯的过程。相转移催化剂将邻苯二甲酰亚胺负离子从水相中转移至油相，与氯甲基聚苯乙烯亲核取代，顺利地将氯甲基聚苯乙烯大分子链上的氯甲基转变成了甲基化的邻苯二甲酰亚胺基，生成了邻苯二甲酰亚胺基甲基聚苯乙烯(PIPS)。 在通过相转移催化制备PIPS的基础上，采用胶束催化体系，在酸性条件下，进行了PIPS的水解反应，将苯二甲酰亚胺基甲基聚苯乙烯转变为氨甲基聚苯乙烯(AMPS)。
最后以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，使氨甲基聚苯乙烯与5-氯甲基-8-羟基喹啉进行均相反应，成功地制备了侧链带8-羟基喹啉的聚苯乙烯(PS8q)，AMPS转化率达78%，即实现了8-羟基喹啉的高分子化。 2 侧链带8-羟基喹啉的聚苯乙烯的研究背景及意义 在所有7种羟基喹啉中，8-羟基喹啉是唯一可与金属离子生成螯合物的物质[1]，长期以来，它在医药工业、农业以及分析测试等方面获得了广泛的应用[2]，如在分析化学领域，作为一种性能优异的螯合剂、萃取剂和金属离子指示剂，可用于溶剂萃取、吸光度分析[3]、荧光分析等[4]。基于8-羟基喹啉出色的螯合性能、尤其是其对过渡金属离子和重金属离子所具有的特殊优越的螯合性能，促使人们付出巨大的努力去研究它的高分子化方法以便更好的利用其螯合性能。8-羟基喹啉高分子化产物在有机电致发光，螯合树脂等众多科技领域都具有广阔的应用前景。 （二）遇水崩解型聚苯乙烯 1 遇水崩解型聚苯乙烯的制备方法 采用反相乳液聚合法合成了一系列不同吸水倍率的聚丙烯酸钠吸水树脂和以丙烯酸钠为主的多元共聚吸水树脂。将制备的吸水树脂与苯乙烯、表面活性剂(Span-80)组成聚合体系，用过氧化苯甲酞引发进行原位共混聚合，制得遇水崩解型聚苯乙烯。同时，采用“两步法”发泡工艺，制取崩解型聚苯乙烯的泡沫制品。 对于聚苯乙烯/聚丙烯酸钠共混物而言，随着分散剂Span-80含
纳米复合材料及其制备技术综述
第23卷第4期2002年7月 江苏大学学报(自然科学版) Journal of Jiangsu U niversity(Natur al Science) V ol.23No.4 July2002 纳米复合材料及其制备技术综述 赵晓兵,陈志刚 (江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江212013) [摘 要]纳米材料是一种新型高性能的材料,已在工业生产中得到了广泛的应用 由于它具有特殊的用途和性能,更多地应用于一些特定的场合 纳米材料的制备方法一直是人们关注的热点问题,本文综述了纳米复合材料的制备方法,着重介绍了制备纳米复合材料的关键 纳米粉体的分散技术,重点介绍了几种常用的分散方法及其原理,并较全面地分析了纳米复合材料的应用前景 [关键词]纳米复合材料;制备方法;分散 [中图分类号]TB383 [文献标识码]A [文章编号]1671-7775(2002)04-0052-05 纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度的范围或由它们作为基本单元构成的材料 在纳米量级的范围内,材料的各种限域效应能够引起各种特性发生相当大的改变[1,2] 这些变化可以提高材料的综合性能,为发展新型高性能材料创造了条件 然而,单一的纳米晶材料在制备技术上存在困难,往往不能满足实际应用的需要,许多研究将纳米粒子和其他材料复合成纳米复合材料,这种复合材料有可能同时兼顾纳米粒子和其他材料的优点,具有特殊的性能 纳米复合材料的概念最早是由Rey和Kom arneni在20世纪80年代提出的[3] 纳米复合材料是由两种或两种以上的不同相材料组成,其复合结构中至少有一个相在一个维度上呈纳米级大小 纳米复合材料的组成可以是金属/金属、金属/陶瓷、陶瓷/陶瓷、无机(金属、陶瓷)/聚合物、聚合物/无机及聚合物/聚合物等不同的组合方式 1 纳米粉体的分散 由于纳米组分粒径小、比表面积大,极易形成尺寸较大的团聚体[4],从而使纳米复合材料中不存在或存在很少的纳米相,难以发挥纳米相的独特作用 因此,纳米组分在基体中的分散是制备纳米复合材料的关键,受到广泛的重视,目前主要采用以下几种方法实现纳米级分散 1 1 超声波分散 利用超声空化时产生的局部高温、高压或强冲击波和微射流等,弱化纳米粒子间的纳米作用能,可有效地防止纳米粒子的团聚 Lu将平均粒径为10nm的CrSi2加到丙烯晴-苯乙烯共聚物的四氢呋喃溶液中,经超声分散得到包裹高分子材料的纳米晶体[5] 采用超声波分散时,若停止超声波振荡,仍有可能使纳米粒子再度团聚 另外,超声波对极细小的纳米颗粒,其分散效果并不理想,因为超声波分散时,颗粒共振加速运动,使颗粒碰撞能量增加,可能导致团聚 1 2 机械搅拌分散 借助外力的剪切作用使纳米粒子分散在介质中 在机械搅拌下纳米粒子的特殊结构容易产生化学反应,形成有机化合物枝链或保护层,使纳米粒子更易分散 但搅拌会造成溶液飞溅,反应物损失 1 3 分散剂分散 1 3 1 加入反絮凝剂形成双电层 选择适当的电解质作分散剂,使纳米粒子表面吸引异电离子形成双电层,通过双电层之间的库仑排斥作用使纳米粒子分散 例如,用盐酸处理纳米Al2O3后,在纳米Al2O3粒子表面生成三氯化铝(AlCl3),三氯化铝水解生成AlCl2+和AlCl2+,犹如纳米Al2O3粒子表面吸附了一层AlCl2+和AlCl2+,使纳米Al2O3成为一个带正电荷的胶粒,然后胶粒吸附OH-而形成一个庞大的胶团 如图1所示 由此可得分散较好的悬浮液 [收稿日期]2002-03-04 [基金项目]江苏省教育厅自然科学基金资助项目(99KJD430004) [作者简介]赵晓兵(1975-),男,河北石家庄人,江苏大学硕士生
聚苯乙烯-二氧化硅微球的制备
一：实验方案 采用溶胶-凝胶法, 首先利用苯乙烯与3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷( KH-570)化学反应合成共 聚前驱物, 利用TEOS在一定的条件下水解与缩合, 一步合成了有机-无机复合纳米微球。 苯乙烯为天津市福晨化学试剂厂产品, 使用 前用10% 的氢氧化钠水溶液萃取3次, 再用水反 复萃取, 无水硫酸钠干燥48 h后, 在35℃减压蒸 馏, 最后得到的单体在气相色谱上未出现杂质峰, 将纯化的苯乙烯在- 1 ℃下保存待用。3-甲基 丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷( KH-570) 为天津 市化学试剂一厂产品; Triton X-1为华美生物有 限公司产品;四乙氧基硅烷( TEOS ) 为A ldrich 公司产 品。十二烷基苯磺酸钠( SDS) , 过硫酸钾( PPS ) 等其他试剂均为分析纯试剂, 所用水均为二次蒸 馏水。 二：实验方法 2. 2. 1双端羟基化聚苯乙烯纳米粒子的制备 将0. 8 g十二烷基苯磺酸钠( SDS ), 0. 084 g 碳酸氢钠( NaHCO3 ), 2 mL苯乙烯单体共同溶于 100mL水中, 于油浴7℃, 通N2 的气氛下搅拌 数分钟。待溶液均匀后加入0. 3 g PPS, 反应2 h
后加入2 mL KH-570, 让其继续反应12 h,。用1倍甲醇将羟基化聚苯乙烯 水胶乳稀释, SDS、苯乙烯单体和低聚物可溶于甲 醇。羟基化聚苯乙烯颗粒凝集析出, 离心分离, 用甲醇和蒸馏水反复洗涤, 烘干待用。 2. 2. 2聚苯乙烯/二氧化 硅( PS /SiO2 )纳米复合微球的制备 采用溶胶-凝胶法, 称取0. 2 g 羟基化聚苯乙 烯纳米粒子, 将其溶解于2 mL的甲苯中,加入2 mL TEOS, 370uL T ritonX-100,反应5h。于另一100 mL 的锥形瓶 中, 加入50mL的无水乙醇, 10 mL 25% 氨水, 搅 拌数分钟后, 两锥形瓶液体混合, 继续搅拌24 h, 离心分离, 烘干待用。 采用溶胶-凝胶法制备纳米复合材料, 首先将 共聚前驱物( PS- OH ) 溶解于甲苯中, 再加入 TEOS, 表面活性剂及非水溶性染料苯基卟啉, 使 之构成了一个稳定的乳液体系。当与乙醇混合 时, 在表面活性剂的作用下两体系很均匀地混合 在一起, 修饰了羟基的聚苯乙烯由于带有亲水性 基团- OH, 在乙醇体系中很容易分散开, 不会发 生团聚。利用TEOS 水解与缩合作用形成PS /sio2纳米复合粒子.
ZnO-CNTs纳米复合材料的制备及性能表征
物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao) October Acta Phys.?Chim.Sin.,2006,22(10)：1175~1180 ZnO?CNTs纳米复合材料的制备及性能表征朱路平1,2黄文娅3马丽丽4傅绍云1,*余颖4贾志杰4 (1中国科学院理化技术研究所,北京100080；2中国科学院研究生院,北京100049； 3武汉耀华玻璃有限公司,武汉430010；4华中师范大学纳米科技研究院,武汉430079)摘要以醋酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)和经硝酸处理过的碳纳米管(CNTs)为原料,一缩二乙二醇(DEG)为溶剂, 采用溶胶法制备得到ZnO?CNTs纳米复合材料,并通过XRD、TEM、SEM、IR、PL等手段对样品进行了表征, TEM及SEM结果显示,负载在碳纳米管上的氧化锌纳米颗粒的尺寸小于25nm.讨论了反应时间、反应温度等 因素对产品形貌的影响,并对复合材料的光致发光效应及其形成机理进行了初步的探讨.PL结果表明,相对于 纯ZnO,ZnO?CNTs纳米复合材料的近紫外发射峰峰位发生了明显的蓝移. 关键词：溶胶法,ZnO?CNTs,纳米复合材料,红外吸收,光致发光光谱 中图分类号：O648 Synthesis and Characteristics of ZnO?CNTs Nanocomposites ZHU,Lu?Ping1,2HUANG,Wen?Ya3MA,Li?Li4FU,Shao?Yun1,*YU,Ying4JIA,Zhi?Jie4 (1Technical Institute of Physics and Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing100080,P.R.China；2Graduate School of the Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,P.R.China；3Wuhan Yaohua Pilkington Safety Glass Co.Ltd.,Wuhan 430010,P.R.China；4Institute of Nano?Science and Technology,Central China Normal University,Wuhan430079,P.R.China) Abstract ZnO?CNTs nanocomposites were successfully synthesized by sol method using Zn(CH3COO)2·2H2O and treated multiwalled carbon nanotubes(CNTs)as raw materials and diethyleneglycol(DEG)as regent.The samples were determined by means of X?ray diffraction(XRD),transmission electron microscopy(TEM),scanning electron microscopy(SEM),infrared(IR)absorbence,and photoluminescence(PL)spectrum.TEM and SEM images indicated that the coating layer was composed of ZnO nanoparticles with size less than25nm.The effects of various experimental conditions,such as reaction duration and reaction temperature on the obtained composites were investigated as well.Finally,PL function and possible formation mechanism of ZnO?CNTs nanocomposites were proposed.The PL spectra of ZnO?CNTs nanocomposites showed obvious blue?shifts compared with that of pure ZnO nanomaterial. Keywords：Sol method,ZnO?CNTs,Nanocomposite,IR absorbence,PL spectrum 碳纳米管(CNTs)自从1991年[1]被发现以来,由于其独特的结构、纳米级的尺寸、高的有效比表面积和可呈现导体的性质,使其在工程材料的纳米增强相和半导体材料等方面很受关注.同时,由于其具有极大的比表面积和化学稳定性,以及独特的电子结构、孔腔结构和吸附性能,也被认为是一种良好的载体[2?6].近几年来,由于碳纳米管管壁的官能化的发展,加之其优良的电子传导性,对反应物种和反应产物的特殊吸附及脱附性能,特殊的孔腔空间立体选择性,碳与金属催化剂的金属?载体强相互作用以及碳纳米管的量子效应而导致的特异性催化和光催化性质,使其越来越多地用作催化剂载体[7].目前 [Article]https://www.360docs.net/doc/c03178033.html, Received:March22,2006;Revised:April14,2006.*Correspondent,E?mail:lpzhu@https://www.360docs.net/doc/c03178033.html, or syfu@https://www.360docs.net/doc/c03178033.html,;Tel/Fax:010?82543752.国家自然科学基金(20207002)资助项目 鬁Editorial office of Acta Physico?Chimica Sinica 1175
聚苯乙烯PS纳米纤维的制备方法
聚苯乙烯纳米纤维的制备 一、背景 聚苯乙烯（Polystyrene，缩写PS）是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物。聚苯乙烯无色透明，能自由着色，相对密度也仅次于PP、PE，具有优异的电性能，特别是高频特性好。聚苯乙烯玻璃化温度80～90℃，熔融温度240℃，通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，长期使用温度0～70℃，但脆，低温易开裂。 聚苯乙烯的结构式 聚苯乙烯纳米纤维的应用领域非常广泛，主要应用于过滤等领域。Zheng等对比了两种不同相对分子质量的聚苯乙烯的静电纺丝纤维膜，发现高分子量的PS可以在较低浓度（5%-10%）下可得到珠链状或均匀的纤维；而低分子量的PS在20％的浓度下也只能获得微球结构[1]。Lu等[3]以0.5%BMIPF6作为PS电纺溶液的添加剂，制得了具有树枝状分支结构的PS／BMIPF6纤维膜，有效增加了纤维膜表面的粗糙度，具有了自清洁特性[2]。苏州大学Jiang等由聚苯乙烯溶液静电纺丝、磺化制得了纳米级聚合物阳离子交换纤维(PNIE），这种聚苯乙烯纳米纤维的离子交换能力强、交换速度快[3]。 二、纳米纤维的制备 2.1仪器和试剂 仪器：型静电纺丝装置(SS-2535)；磁力搅拌器；电子天平；扫描电镜。 试剂：聚苯乙烯(PS)；DMF（市售，分析纯）； 2.2聚苯乙烯纳米纤维膜的制备 使用静电纺丝装置制备纳米纤维膜，原料采用聚苯乙烯（Ｍw＝190000）可纺聚合物，N,N-二甲基甲酰胺为溶剂。将一定量的PS溶入DMF中，搅拌3h并陈化12ｈ后得到质量分数为10％的纺丝液；将纺丝液放入静电纺丝机推注装置中，调整纺丝工艺参数（纺丝电压，接收距离，推进速率）进行静电纺丝，纺丝完成后将所得纤维膜置于干燥箱中40℃干燥24ｈ，即得到PS纳米纤维膜。 三、结构表征
聚苯乙烯微球的制备
乳液法聚苯乙烯纳米微球的制备 摘要：采用十二烷基硫酸钠为乳化剂、过硫酸盐为引发荆、苯乙烯为单体，在低水油比的条件下，采用乳液聚合方法合成了聚苯乙烯纳米微球，探讨了乳化剂用量、乳化时间、反应温度、引发剂用量和反应时间对单体转化率及产物分子量的影响。结果表明：在低水油比条件下，反应参数对苯乙烯的转化率和聚苯乙烯的分子量具有一定的影响。在最优条件下苯乙烯的转化率达到98％、聚苯乙烯的分子量达到32万。激光粒度分布测试结果显示，所得产物为单分散纳米微球。 作者以十二烷基硫酸钠为乳化剂，在低水油比100：30的条件下，合成了单分散的聚苯乙烯微球，探讨了反应参数对苯乙烯转化率及产物分子量的影响规律。 试剂及仪器 苯乙烯(St)，天津市科密欧化学开发中心；磷酸三钠，天津新通精细化工有限公司；十二烷基硫酸钠，天津市化工试剂二厂；过硫酸铵，天津市化学试剂开发公司；无水氯化钙，天津市天达净化材料精细化工厂。以上试剂为分析纯。乌氏粘度计，直径0.5～0.6mm；激光粒度测试仪，ZETASIZER 300HSA，英国MALVERN。 聚苯乙烯(PSt)纳米微球的制备 实验操作 在装有搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的三口瓶中加入乳化剂十二烷基磺酸钠（溶于部分蒸馏水）和部分苯乙烯（AR），待乳化剂全部溶解，称1g过硫酸钾（AR），用5mL水溶解于小烧杯中，将此溶解的一半倒入反应的三口瓶中，开动搅拌器，加热恒温槽，反应温度在控制要求左右。然后用滴液漏斗滴加剩余的苯乙烯，滴加速度不宜过快，加完后把余下的过硫酸钾加入反应的三口瓶中，继续加热，使之回流，逐步升温，以不产生大量泡沫为准，最后升到85℃，无回流为止。停止加热，冷却到50℃后，聚苯乙烯样品待后处理。 破乳 将聚苯乙烯的乳液在室温下搅拌，滴加氯化钠水溶液，用蒸馏水稀释，真空抽滤，再把样品放入离心机中离心6min，拿出样品用蒸馏水重复洗涤抽滤3次；再用乙醇洗涤抽滤3次，用恒温水浴锅把多余无水乙醇及水蒸干，晾干，置于105℃烘箱内半小时，干燥得到白色产品。 乳化剂用量对苯乙烯转化率和聚苯乙烯分子量的影响 由图1可见，苯乙烯的转化率随乳化剂用量的增加而提高。这是由于随着乳化剂用量的增加，形成的胶束量增多，在乳液中生成更多活性胶束中心，故苯乙烯转化率提高。聚苯乙烯的分子量随乳化剂用量的增加也呈现增大的趋势。这是
高分子纳米复合材料
高分子纳米复合材料 04300022 欧贵平 摘要：从高分子纳米复合材料的概念入手到其性能，制备，表征，应用及前景作了详细的介绍。 关键词：高分子；纳米材料；复合材料；功能特性；制备；表征；应用 1．引言 高分子纳米复合材料是近年来高分子材料科学的一个发展十分迅速的新领域。一般来说，它是指分散相尺寸至少有一维小于100纳米的复合材料。这种新型复合材料可以将无机材料的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与高分子材料的韧性、可加工性及介电性质完美地结合起来，开辟了复合材料的新时代，制备纳米复合材料。已成为获得高性能复合材料的重要方法之一。 纳米材料科学是涉及到凝聚态物理,配位化学,胶体化学,材料的表面和界面以及化学反应动力学等多门学科的交叉科学。当材料进入纳米量级时,会具有与传统材料截然不同的性质。高分子材料科学的涉及非常广泛,其中一个重要方面就是改变单一聚合物的凝聚态,或添加填料来实现高分子材料使用性能的大幅提升。因此纳米粒子的特异性能使其在这一领域的发展过程中顺应了高分子复合材料对高性能填料的需求,对高分子材料科学突破传统理念发挥重要的作用。纳米材料科学与高分子材料科学的交融互助就产生了高分子纳米复合材料[1]。 2．高分子纳米复合材料的性能[2] [5] [6] 复合材料是将两种或两种以上的材料复合在一起,进行优势互补,以谋求最佳的综合性能。而纳米复合材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的复合材料,由于纳米分散相大的比表面和强的界面作用,纳米复合材料表现出不同于一般宏观复合材料的综合性能。 纳米颗粒由于其尺寸小,比表面积非常大而表现出与常规微米级材料截然不同的性质。在与聚合物复合时,纳米颗粒的表面效应,小尺寸效应,量子效应以及协同效应,将使复合材料的综合性能有极大的提高。这种复合材料既有高分子材料本身的优点,又兼备了纳米粒子的特异属性,因而使其具有众多的功能特性,在力学,催化,功能材料(光,电,磁,敏感)等领域内得到应用。例如,插层法制得的聚丙烯/蒙脱土等纳米复合材料,在力学性能上具有了高强度,高模量,韧性和高热变形温度等优点。 2.1 阻隔性能 在尼龙6和还氧树脂中纳米分散少量层状蒙脱土,并暴露在氧等离子体中,可形成均匀钝态和自恢复无机表面。这是由于纳米复合物中表面高分子的氧化使层状硅酸盐的含量相对增多,从而形成一层无机表面层。此无机区域是湍层的,层状硅酸盐之间的平均距离为1nm~4nm。这类陶瓷硅酸盐提供了一种纳米复合物的涂层,可以阻止氧气离子的渗入,从而提高了高分子材料在氧环境中的生存寿命。 2.2 生物功能 RichardM等用四步软印法在高分子正-烷基硫醇表面上获得表面图形凹槽,并成功用于培养细菌细胞。这种位于表面的功能单元属一种三维细菌栏,体积可小至12立方微米。获得的细菌栏是憎水的,甲基封端的正烷基硫醇为底部,可提高细菌的粘附,而栏壁则由聚丙烯/聚
聚苯乙烯交联微球的制备
实验三. 聚苯乙烯交联微球的制备 【实验目的】 1.了解苯乙烯自由基聚合的基本原理以及悬浮聚合的原理。 2.学习悬浮聚合的操作方法，了解配方中各组分的作用。 3.通过对聚合物颗粒均匀性和大小的控制，了解分散剂、升温速率、搅拌形式与搅拌速率对悬浮聚合的重要性。 【实验原理】 悬浮聚合是在悬浮体系中进行的一种聚合方法。以苯乙烯为例，这是一种比较活泼的单体，容易进行聚合反应。苯乙烯在水中的溶解度很小，将其倒入水中，体系分成两层，进行搅拌时，在剪切力作用下，单体层分散成液滴，界面张力使液滴保持球形，而且界面张力越大，形成的液滴越大，因此在作用方向相反的搅拌剪切力和界面张力作用下，液滴达到一定的大小和分布。这种液滴在热力学上是不稳定的，当搅拌停止后，液滴将凝聚变大，最后再次与水分层，同时，聚合到一定程度以后的液滴中溶有黏性聚合物也可以使液滴相互黏结。因此，在悬浮聚合体系中还需要加入分散剂，常用的分散剂有明胶，聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸钠、纤维素衍生物或碳酸镁、磷酸钙等。 本实验是在油溶性引发剂过氧化二苯甲酰存在下，用悬浮聚合方法进行的苯乙烯与二乙烯苯的共聚反应，在液滴中的自由基聚合机理如图3-1。所得产物为白色小珠，可作为苯乙烯型阳(阴)离子交换树脂的母体（称为白珠）。其中二乙烯苯起着交联作用，使聚合物其有网状结构，二乙烯苯的用量改变就会显著影响聚苯乙烯微球的交联度，从而影响微球的性能。 此外，聚合物微球的粒径主要是通过调节悬浮聚合的反应条件、分散剂种类与比例来实现。
图3-1 过氧化二苯甲酰引发苯乙烯自由基聚合机理 【实验仪器及试剂】 1.实验仪器 三口烧瓶（250mL）1只机械搅拌器1套球形冷凝管1支温度计（100℃）1支恒温水浴锅1套表面皿1个烧杯（100mL）1个量筒（25mL，10 mL）各1个（公用）滴管1根布氏漏斗1个抽滤瓶1个滤纸等若干