納米材料導(dǎo)論納米微粒表面修飾(參考版)
2024-10-19 03:44本頁(yè)面
【正文】 研究報(bào)道在等離子體處理有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料 ,會(huì)在材料表面產(chǎn)生自由基 ,從而能夠引發(fā)接枝聚合乙烯基單體。 等離子體表面處理的作用深度僅涉及表面極薄一層 (幾納米到幾十納米 ) ,不會(huì)對(duì)材料本體性能產(chǎn)生任何影響。 酯化反應(yīng)采用的醇類最有效的是伯醇 ， 其次是仲醇 ， 叔醇是無(wú)效的 ． 酯化反應(yīng)表面修飾法對(duì)于表面為弱酸性和中性的納米粒最有效 ， 例如 ， SiO2， Fe2O3，TiO2， Al2O3， Fe3O4， ZnO和 Mn2O3等 ． 此外 ， 碳納米粒子也可以用酯化法進(jìn)行表面修飾 ． 以 SiO2為例，簡(jiǎn)單說(shuō)明一下酯化反應(yīng)的基本過(guò)程 ? 表面帶有羥基的氧化硅粒子與高沸點(diǎn)的醇反應(yīng)方程式如下： ? 在反應(yīng)過(guò)程中硅氧鍵開裂 ， Si與烴氧基 (RO)結(jié)合 ， 完成了納米 SiO2表面酯化反應(yīng) ． (3)表面接枝改性法 三種類型： (i)聚合與表面接枝同步進(jìn)行法 ． 當(dāng)無(wú)機(jī)納米粒子表面有 較強(qiáng)的自由基捕捉能力 ． 單體在引發(fā)劑作用下完成聚合的同時(shí) ， 立即被無(wú)機(jī)納米粒子表面強(qiáng)自由基捕獲 ， 使高分子的鏈與無(wú)機(jī)納米粒子表面化學(xué)連接 ， 實(shí)現(xiàn)了顆粒表面的接枝 ． 這種邊聚合邊接枝的修飾方法對(duì)碳黑等納米粒子特別有效 ． 定義：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將高分子的鏈接到無(wú)機(jī)納米粒子表面上的方法稱為表面接枝法 ． ? (ⅱ )顆粒表面聚合生長(zhǎng)接枝法 ． 這種方法是單體在引發(fā)劑作用下直接從無(wú)機(jī)粒子表面開始聚合 ，誘發(fā)生長(zhǎng) ， 完成了顆粒表面高分子包敷 ， 這種方法特點(diǎn)是接技率較高 ． ? (ⅲ )偶連接枝法 ． 這種方法是通過(guò)納米粒子表面的官能團(tuán)與高分子的直接反應(yīng)實(shí)現(xiàn)接枝 ， 接枝反應(yīng)可由下式來(lái)描述： ? 這種方法的優(yōu)點(diǎn)是 接枝的量可以進(jìn)行控制 ， 效率高 ． 表面接枝改性方法的優(yōu)點(diǎn)： B： 納米微粒經(jīng)表面接枝后 ， 大大地提高了它們?cè)谟袡C(jī)溶劑和高分子中的分散性 ， 這就使人們有可能根據(jù)需要制備含有量大 、 分布均勻的納米添加的 高分子復(fù)合材料 。 為什么填充納米 SiO2：由于其無(wú)機(jī)剛性及高比表面積的特點(diǎn) ,可用于提高有機(jī)涂層的硬度、耐刮傷性等性能 如何對(duì)納米 SiO2進(jìn)行改性 ? 將 SiO2預(yù)分散在含 KH570的甲苯溶劑中 , 80℃ 下攪拌反應(yīng) 24h,然后離心 ,再用甲苯洗滌、離心分離三次 ,盡量除去游離的 KH570分子 ,最后在 60℃ 下干燥 24h得到改性納米SiO2粉體。 高聚物： 優(yōu)良的力學(xué)性能和成膜性 陶瓷材料： 良好的電性能 將具有壓電性能的陶瓷與聚合物復(fù)合 ,所得材料可以 克服陶瓷材料自身的脆性及聚合物材料的溫度限制 ,能成倍地提高復(fù)合材料的某些電性能。 偶聯(lián)修飾方法 納米氧化鋁具有高硬度、高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性好、耐磨蝕等一系列特性，被用作橡膠、樹脂等有機(jī)材料的改性填料。 另一種 (有機(jī)官能團(tuán) )與有機(jī)物具有反應(yīng)性或相容性 ． 在眾多偶聯(lián)劑中 硅烷偶聯(lián)劑 最具有代表性 . 硅偶聯(lián)劑可用下面的結(jié)構(gòu)式表示： Y：有機(jī)官能團(tuán) (如氨基、巰基、乙烯基、環(huán)氧基 ) SiOR：硅氧烷基 ,也可以是氯代基、乙酰氧基等 .作為偶聯(lián)劑使用時(shí) , 首先水解形成硅醇 ,然后再與無(wú)機(jī)填料表面上的羥基反應(yīng) . 硅烷偶聯(lián)劑對(duì)于表面 具有羥基的無(wú)機(jī)納米粒子 最有效．
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