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【数控培训】纳米复合材料的制备方法2
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聚合物基体原位聚合法主要是在纳米微粒有机单体胶体溶液中,使聚合物单体原位聚合生成有机聚合物,形成纳米微粒分散均匀的复合材料。这种方法的关键是保持胶体溶液的稳定性,胶体粒子不发生团聚。经过表面修饰后的纳米微粒,具有形成稳定胶体的性质。例如,将有机物处理的纳米Si02分散到紫外光可固化溶液中,辐射一定剂量的紫外光,可以使这种混合溶液在短时间内快速固化形成体相材料,这种材料具有良好的力学性能和荧光特性。NaBH4还原HAuCl4得到的纳米金粒子,包裹上一层十二烷基硫醇后进行表面功能化,不仅可以阻止Au粒子的团聚,而且其烃基增强了Au粒子与许多聚合物的相容性。将这种修饰的纳米金微粒加入到甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体中,引发聚合得到Au/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米复合材料。同样方法,SiO2分散到丙烯腈溶液中,进行自由基聚合可以得到Si02/聚丙烯腈纳米复合材料,也可以获得Si02/聚吡咯纳米复合材料。利用物理喷束沉积法将聚乙烯咔唑成功地附载到C60,构成光诱导电荷转移配合物。将乙烯等可聚合单体或是聚合物喷束沉积到选定的纳米微粒上,可得到稳定的聚合物改性的纳米微粒,进而合成纳米复合材料。

   3.两相同步原位合成法

    两相同步原位合成法是使纳米材料和高分子基体同步原位形成纳米复合材料。这种方法包括插层原位聚合法、蒸发(或溅射、激光)-沉积法、辐射法以及溶胶-凝胶法等。

    (1)插层原位聚合法

    插层原位聚合制备聚合物基无机纳米复合材料是近年来研究最。多、应用进展最快的一种纳米复合材料制备方法,它充分利用了天5然矿物的特性,通过插层聚合方式得到价格低廉、性能优越的纳米复合材料。    

    插层聚合包括聚合物前躯体插层聚合、聚合物溶液或熔融插层复合。其纳米化原理是将聚合物单体插入到具有层状结构的硅酸盐黏土中,在硅酸盐层间进行原位聚合,聚合物大分子链的插入促使硅酸盐层状分离,在聚合物基体中形成分散的纳米单元,通过原位复合得到纳米复合材料。插层原位聚合的单体有很多,一般为有反应官能团的单体,例如聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等。    

    金属-有机聚合物复合膜,也是纳米微粒和高分子基体同步原位形成的。其制备方法很多,例如蒸发-沉积、溅射-沉积和激光一沉积等,其原理是将有机单体在衬底表面聚合,同时将金属气化沉积在衬底上,得到金属-有机聚合物复合膜。

   (2)辐射法

    辐射法是制备聚合物基无机纳米复合材料最典型的一步合成法,由于这种方法是在常温常压下一步合成,纳米相微粒分散均匀,因此,这种方法被认为是简单有效,易于实施的。其原理是将聚合物单体与金属盐事先在分子水平上混合均匀,然后进行辐射,在辐射过程中产生的活性粒子均匀分布在整个体系,并引发单体的聚合与金属离子的还原同时进行。

   在电离复合初期,单体引发速率比金属离子还原速率要慢,一里引发单体的聚合,速度远远大于金属原子的团聚速度,因此生成的聚合物长链很快使体系的黏度增加,从而限制了已形成的纳米微粒的进一步团聚,达到原位形成纳米复合材料的目的。在这种方法币,可以通过调节溶液的成分和性质,控制稳定纳米粒子的大小和结构。采用水溶性高聚物作为体系的稳定剂时,金属纳米粒子就在高聚物中原位生成。采用这种方法已制备出了像银(镍、铜)/聚丙烯酸银/聚丙烯酰胺等纳米复合材料。

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