有机_无机纳米复合材料的制备方法

第 卷第 期 年 月现代化工

ModernChemicalIndustry

Vol. No.

Nov.

知识介绍

有机/无机纳米复合材料的制备方法

邓　辉　施冬梅　杜仕国(军械工程学院,石家庄050003)

摘要　有机/无机纳米复合材料是由有机高聚物和无机纳米材料复合而成。目前有3种制备方法:插层复合法,溶胶2凝胶法和超微无机粒子直接分散法。

关键词　纳米复合材料,有机,无机,制备

Methodsforpreparationoforganic/inorganicnanocomposites

DENGHui,SHIDongmei,DUShiguo

(CollegeofOrdnanceEngineering,Shijiazhuang050003)

Abstract　Organic/inorganicnanocompositesarepreparedbyandTherearethreepreparationmethodsincludingintercalatedhybrid,super2microparticledirectdispersionmethod.

Keywords　nanocomposite,,,)一词是80年　　“代初由Roy和K。与单一相组成的纳米结晶材料和纳米相材料不同,它是由两种或两种以上的吉布斯固相至少在一个方向以纳米级大小(1～100nm)复合而成的复合材料。由于纳米复合材料的尺寸介于分子和体相尺寸之间,属于介观系统。它所表现出来的性质也不同于体相,具有显著的量子尺寸效应。材料的制备是性能研究的基础,因粒间自聚,直接使用纳米颗粒及其他现有共混复合方法难以达到制备纳米复合材料的目的。因此,纳米复合材料的制备方法一直是该研究领域的一个重要课题。对于有机/无机纳米复合材料,制备方法主要有插层复合法、溶胶2凝胶法以及无机超微粒分散法。

1　插层复合法

插层复合法是利用层状无机物(硅酸盐粘土等)作为主体,将有机高聚物作为客体插入主体的层间,从而制得有机/无机纳米复合材料。层状无机物主要有层状硅酸盐(粘土等),以及磷酸盐、过渡金属氧化物等。按有机高聚物插入层状无机物层间的方法,有机/无机插层型纳米复合材料的复合可分为:①单体插入2原位聚合;②有机高聚物溶液直接插

入;③有机高聚物熔融直接插入。

单体插入2原位聚合法是先将有机高聚物单体和层状无机物分别溶解到某一溶剂中,充分溶解(分散)后混合、搅拌,使单体进入无机物层间,然后在合适的条件下使有机高聚物的单体聚合。Blumstein等人[1]通过气相或液相吸附将丙烯腈和甲基丙烯腈嵌入到钠基和钙基蒙脱土的层间域,这种以单层的单体2蒙脱土(montmorillonite)复合物再经自由基引发聚合,形成夹层聚合物2蒙脱土复合物。Kato等[2]将有机粘土矿物浸入到苯乙烯单体中,制备出丁苯乙烯2十八烷基三甲基铵蒙脱土层间化合物。Usuki等[3]研究了己内酰胺在不同氨基酸改性蒙脱土中的嵌入反应及其在层间域中的原位开环聚合反应。X射线衍射和透射电镜分析表明,蒙脱土晶片均匀地分散到了聚己内酰胺中,形成一种聚合物2蒙脱土纳米复合材料。中国科学院化学所对尼龙26/蒙脱土体系进行了研究[4,5],并且首创了“一步法”复合方法。因为小分子的有机高聚物单体比有机高聚物大分子小得多,较易插入无机物层间,所以这一方法适用范围较广。中国纺织科学研究院对PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)/蒙脱土体系进行了研究[6],发现PET/蒙脱土的合成工艺基本上与合成PET的技术路线相同,可以采用对苯二甲酸(PTA)和乙二醇

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