納米材料導(dǎo)論納米微粒表面修飾-在線瀏覽
2024-12-03 03:44本頁面
【正文】 微粒的表面修飾研究及方法概述 第二節(jié)：納米微粒表面物理修飾 第三節(jié)：納米微粒表面化學(xué)修飾 一、酯化反應(yīng)法 二、偶聯(lián)劑法 三、表面接枝改性法 本章要點： 介紹納米微粒表面修飾的意義，介紹目前比較常用的物理和化學(xué)修飾方法。 納米微粒表面修飾 納米微粒的表面修飾是納米材料科學(xué)領(lǐng)域十分重要的研究課題 。 (1)改善或改變納米粒子的分散性； (2)提高微粒表面活性； (3)使微粒表面產(chǎn)生新的物理 、 化學(xué) 、 機(jī)械性能及新的功能； (4)改善納米粒子與其它物質(zhì)之間的相容性 ． 通過對納米微粒表面的修飾，可以達(dá)到以下 4個方面的目的： 1 納米微粒的表面修飾研究及方法概述 ? 為了增加納米材料與聚合物的界面結(jié)合力，提高復(fù)合材料的性能，需要對納米材料的表面進(jìn)行改性 ? 在復(fù)合材料中，材料的復(fù)合是通過界面直接接觸實現(xiàn)的，因此界面的微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)將直接影響其 結(jié)合力性質(zhì)、粘合強(qiáng)度和復(fù)合材料的力學(xué)性能以及物理功能。 研究表面修飾主要是探討表面化學(xué)中的一些基本問題 ,如 : ? 修飾方法和機(jī)理 ? 修飾樣品（吸附劑）和吸附質(zhì)之間的作用力性質(zhì) ? 樣品改性前后吸附作用與潤濕性能的變化規(guī)律性以及界面層結(jié)構(gòu)等等。 對納米微粒的表面修飾研究主要包括以下三個方面內(nèi)容 : ?① 研究超細(xì)粒子的表面特性，以便有針對性地進(jìn)行改性處理。 ?③確定表面修飾劑的類型以及表面處理工藝。 (2) 局部化學(xué)修飾 利用化學(xué)反應(yīng)賦予粒子表面新的功能基，使其產(chǎn)生新的機(jī)能。 ? 按工藝則分為以下六類 (4）外膜層修飾（膠囊式） 在粒子表面包上一層其他物質(zhì)的膜，使粒子表面特性發(fā)生改變。 (5）高能量表面修飾 利用電暈放電、紫外線、等離子束射線等對粒子進(jìn)行表面改性。 2 納米微粒表面物理修飾 ? 表面物理修飾： 通過吸附、涂敷、包覆等物理作用對微粒進(jìn)行表面改性，利用紫外線、等離子射線等對粒子進(jìn)行表面改性也屬于物理修飾。 范德瓦耳斯力 等特異質(zhì)材料吸附在納米微粒的表面 表面沉積法 粉末的團(tuán)聚一般分為兩種：粉末的軟團(tuán)聚和硬團(tuán)聚 粉末的軟團(tuán)聚 :主要是由于顆粒之間的 范德華力和庫侖力 所致，該團(tuán)聚可以通過一些化學(xué)作用或施加機(jī)械能的方法消除； 粉末的硬團(tuán)聚 :團(tuán)聚體內(nèi)除了顆粒之間的范德華力和庫侖力之外，還存在 化學(xué)鍵 作用。 ? 表面活性劑還可以 降低表面張力 ，從而減少毛細(xì)管的吸附力。 無機(jī)納米粒子在水溶液中分散 表面活性劑的非極性的親油基吸附到微粒表面 ，而極性的親水集團(tuán)與水相容 ， 這就達(dá)到了無機(jī)納米粒子在水中分散性好的目的 ． 表面活性劑分子中含有 兩類性質(zhì)截然不同的官能團(tuán) ，一是極性集團(tuán)，具有親水性，另一個是非極性官能團(tuán)，具有親油性。 欲對 SiO2及 TiO2有機(jī)化改性，可直接吸附陽離子表面活性劑，但 陽離子表面活性劑價格相當(dāng)高，往往有毒性 ，是其主要缺點。 解決辦法： 無機(jī)納米材料的表面改性比較簡便的方法是用一種 改性劑 來實現(xiàn) : 偶聯(lián)劑： 價格昂貴 , 不適合作為橡膠助劑大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用的要求 , 表面活性劑： 價格便宜 ,生產(chǎn)量大 , 品種多 , 易獲得 , 可以獲得性能好、價格適宜的改性粉體產(chǎn)品。 改性方法： ?表面活性劑不僅可吸附在顆粒的表面上 , 而且還可滲入到微縫隙中并能向深處擴(kuò)展 , 如同
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