原子转移自由基聚合接枝改性纳米SiO2的研究进展

纳米SiO2粒子极易团聚,在有机介质中难以均匀分散,从而大大地限制了其优异性能的发挥,有必要对其进行化学改性处理。原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization,ATRP)是对纳米SiO2粒子进行接枝改性的一种有效途径,通过ATRP对纳米SiO2粒子进行表面改性,可以制备集无机纳米粒子和聚合物的优点于一身的SiO2-聚合物复合材料,且接枝链的长度及分子量分布可控,拓展了纳米SiO2的应用领域。本文主要综述了ATRP、RATRP(reverse ATRP)、AGET ATRP(activators generated by electron transferATRP)和ARGET ATRP(activators regenerated by electron transfer ATRP)方法对纳米SiO2接枝改性的研究现状。     

表面改性纳米SiO2复合聚合物电解质的制备及性能

通过化学方法将具有增塑效果的环状碳酸酯基团引入纳米SiO2表面,并用FTIR与TGA对改性纳米SiO2进行了表征.将改性纳米SiO2添加到以聚氧化乙烯(PEO)为基体的聚合物电解质中,制备了复合聚合物电解质.通过DSC和交流阻抗等方法对该聚合物电解质膜的热力学和电化学性能进行了研究.结果表明,掺杂改性纳米SiO2的聚合物电解质具有更高的离子电导率,室温最高离子电导率可达到1.84×10-5 S/cm;具有较高的锂离子迁移数,最高可达到0.49,且具有更好的界面稳定性.     

原子转移自由基聚合接枝改性纳米Si02的研究进展

纳米SiO2粒子极易团聚,在有机介质中难以均匀分散,从而大大地限制了其优异性能的发挥,有必要对其进行化学改性处理。原子转移自由基聚合（atom transfer radical polymerization,ATRP）是对纳米Si02粒子进行接枝改性的一种有效途径,通过ATRP对纳米SiOz粒子进行表面改性,可以制备集无机纳米粒子和聚合物的优点于一身的SiO2-聚合物复合材料,且接枝链的长度及分子量分布可控,拓展了纳米SiO。的应用领域。本文主要综述了ATRP、RATRP（reverse ATRP）、AGETATRP（activators generated by electron transfer ATRP）和ARGETATRP（activators regenerated by electron transferATRP）方法对纳米Si02接枝改性的研究现状。     

新型室温酯化法接枝聚合物改性SiO_2纳米微粒

提出了一种在室温、大气环境等温和条件下通过酯化反应将端羧基聚合物链接枝到纳米SiO2微球表面从而制备有机/无机复合纳米微粒的新方法.该方法通过以下两个步骤得以实现,即第一,用3-环氧丙基三甲氧基硅烷对纳米SiO2微球表面进行改性处理,接着将引入到纳米SiO2表面的环氧基团转化为烷羟基基团;第二,通过引入到纳米SiO2微球表面的烷羟基与聚合物中的端羧基在室温下发生酯化反应,从而将聚合物接枝到纳米SiO2表面制得复合微球.利用XPS、FTIR、TEM和TGA等测试手段对纳米SiO2的改性过程以及聚合物接枝后得到的复合微球进行了表征.研究结果表明,该室温酯化接枝方法具有较高的接枝率,接枝到无机纳米微粒表面的聚合物占复合微球质量的55wt%～70wt%;接枝聚合物后,纳米SiO2微球的粒径从40nm增加到64～75nm,从而得到了以SiO2为核、以聚合物为壳的有机-无机复合微球.     

纳米SiO2的表面处理及其在聚合物基纳米复合材料中的应用进展

简要介绍了纳米二氧化硅(SiO2)粒子的制备方法、结构和特性,对近年来国内外纳米SiO2的表面处理方法及聚合物/SiO2纳米复合材料的制备方法进行了阐述,并针对不同改性方法和制备方法的特点加以分析比较;讨论了SiO2粒子的分散机理和增强机理,并对未来的研究内容及方向提出展望。     

纳米SiO_2/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的制备和力学性能

通过悬浮聚合的方法,用不同表面结构的纳米SiO2对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进行原位改性,得到纳米SiO2/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料;利用红外光谱仪分析了复合材料的界面化学结构,利用热分析仪测定了其热稳定性,并采用冲击试验机测定了其力学性能.结果表明,不同表面结构的纳米SiO2均参与甲基丙烯酸甲酯的聚合反应,与PMMA基体之间形成化学键;而表面修饰有双键的纳米SiO2更易与甲基丙烯酸甲酯聚合,能更有效地提高PMMA的抗冲击性能.     

微波辐射下纳米二氧化硅接枝正辛醇的表面改性

在微波辐射下用正辛醇对SiO2纳米粒子进行表面接枝改性。改性SiO2纳米粒子的表征结果显示其亲油疏水性得到了很大提高。     

固体核磁共振研究改性纳米SiO2的表面结构

以纳米SiO2和KH550改性纳米SiO2为研究对象,分别利用29Si魔角旋转核磁共振谱(29Si MASNMR)、1H魔角旋转核磁共振谱(1H MAS NMR)和1H-29Si交叉极化/魔角旋转核磁共振谱(1H-29Si CP/MASNMR)对纳米SiO2和KH550改性纳米SiO2的表面结构、表面羟基含量、亲水性和界面相互作用等进行了研究。实验结果表明,纳米SiO2经过KH550的改性,随着改性程度的增加,样品表面的羟基含量降低、亲水性降低、亲油性增加、表面质子运动活性随改性程度增加而减弱。     

KH550改性纳米SiO_2的制备及其界面相互作用研究

采用KH550为硅烷偶联剂对纳米SiO2进行改性,对改性前后的纳米SiO2采用XRD、TEM、FTIR、NMR等表征手段研究样品的微观结构、表面羟基含量、有机/无机界面相互作用等问题。实验结果表明,纳米SiO2经过KH550的改性,亲水性减弱、亲油性增强,表面质子运动活性也随之增加,并且KH550与SiO2有相互作用存在。29Si核的NMR谱表明,由于KH550与纳米SiO2表面的偶极相互作用,分子运动变慢,使得纳米SiO2改性后的29Si弛豫时间比改性前明显增加。     

辛醇改性纳米二氧化硅表面的研究

纳米粒子由于粒径小,所以具有很高的比表面积,表面原子处于高度活化状态,使得表面能很高,粒子易于团聚,填充未经表面处理的纳米粒子,不但起不到特殊作用,反而会成为复合材料的力学弱点。所以要对纳米粒子进行表面改性,提高分散性,增加纳米粒子与聚合物间的界面结合力。用醇类对许多粉体进行酯化反应是常用的表面改性方法。金属氧化物与醇的反应是酯化反应[1]。酯化反应修饰法对于表面为弱酸性和中性的纳米粒子最为有效,例如SiO2等。醇的羟基与SiO2的表面羟基发生反应脱掉一分子水,达到表面接枝的目的。方程式为:这样R基团接枝到SiO2的表面,由于R基团是亲油性的,从而增加了极性的SiO2纳米粒子与有机物的润湿性。为了推动反应正向进行,关键在于及时将产生的水份引出反应体系。目前国内外用醇对纳米粒子进行表面改性主要采用常规回流法和高压反应釜法[2]。由于微波照射具有对物质高效、均匀的加热作用,同时还具有电磁场对反应分子间行为的直接作用而引起的所谓“非热效应”,所以本实验采用微波照射法用正辛醇对SiO2纳米微粒进行表面酯化反应并与常规回流法进行比较。关于该方面的研究报道国内外较少。1实验部分1.1实验原料纳米SiO2:(10~20nm...     

具有双亲特性的水相哑铃型SiO2纳米粒子的制备

以纳米SiO2水溶胶为原料,3?氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和3?氯丙基三乙氧基硅烷(CPTES)为改性剂,在水基环境下分别对SiO2纳米粒子进行改性,得到了具有亲水特性的APTES改性SiO2粒子和具有亲油特性的CPTES改性SiO2粒子水溶胶。2种粒子按不同比例混合,利用接枝在SiO2粒子表面氨基和氯丙基的取代反应,使得2种具有亲水/亲油特性的改性SiO2纳米粒子偶联,制备了粒径为40~50 nm的哑铃型SiO2纳米粒子。并通过透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT?IR)、X射线光电子能谱(XPS)以及动态光散射(DLS)等方法对其进行了系统表征。结果表明,2种粒子成功偶联形成了具有哑铃型结构的水相SiO2纳米粒子,该粒子两面具有不同的亲水性,粒径近似等于APTES改性SiO2粒子和CPTES改性SiO2粒子的粒径之和。     

纳米SiO_2/聚丙烯酸酯复合乳液的制备与表征

根据核壳乳液聚合理论,以经过硅烷偶联剂表面改性的纳米SiO2为种子,采用适当的乳液聚合工艺,制备了纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液,并表征了其性能.结果表明,纳米SiO2经过改性后,硅烷偶联剂接枝在其表面;以其为种子制备的复合乳液具有核壳结构,其热稳定性有所提高.     

PTFE/纳米SiO2复合材料的制备及其力学性能

聚合物／纳米级无机粒子复合材料是纳米材料中的一种具有重要价值的新型材料，可广泛应用于橡胶、塑料、纤维三大合成材料之中。采用纳米级无机粒子填充聚合物基复合材料，可以在材料的补强、增韧等改性中获得良好的效果。本文以纳米SiO2为填料，将其经过有机处理后，制备了FIFE／纳米SiO2复合材料，并研究了纳米SiO2的含量对PTFE复合材料性能的影响。     

原位聚合法制备聚合物/纳米SiO_2复合材料的研究进展

纳米SiO_2改性聚合物制备的关键在于提高纳米粒子与聚合物基体的相容性及分散性;对纳米SiO_2进行不同的表面改性及选择合适的复合材料制备方法可以改变纳米粒子与聚合物基体的界面结合方式以及相容性和分散性,进而在不同程度上影响材料的性能.本文介绍了改性前后纳米SiO_2与聚合物基体的多种界面结合方式,对近年来利用原位聚合法制备聚合物/纳米SiO_2复合材料的研究现状和进展进行了综述.     

纳米二氧化硅改性石蜡微胶囊相变储能材料的研究

以石蜡为芯材,甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物为壁材,纳米SiO2为改性剂,采用原位聚合法制备了石蜡微胶囊相变储能材料,系统研究了添加纳米SiO2对石蜡微胶囊相变材料性能的影响;采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)等对石蜡微胶囊相变材料的化学结构、表面形貌和热性能进行了表征.研究表明,纳米SiO2能够有效提高微胶囊壁材的热稳定性,当丙烯酸酯壁材中添加3％改性纳米SiO2时,微胶囊呈球形且表面光滑,尺寸250 ～ 300 nm,具有良好的储热能力,相变潜热高达134.79 J/g,分解温度比未添加改性纳米SiO2的石蜡微胶囊提高了40 K,经过1000次热循环测试,石蜡渗漏率仅2.96％.     

甲基丙烯酸对纳米SiO2微粒表面的原位聚合改性

表面改性;硅烷偶联剂;甲基丙烯酸对纳米SiO2微粒表面的原位聚合改性     

接枝改性碳酸钙及其在聚合物中的应用研究

介绍了近年来碳酸钙表面接枝改性的研究进展,讨论了自由基接枝聚合、辐照接枝聚合和力化学表面接枝聚合及偶联剂预处理与辐照并用接枝聚合改性方法。其中重点讨论了最新研究的偶联剂预处理与辐照并用接枝改性纳米碳酸钙的方法。用此方法制备的聚合物/纳米碳酸钙纳米复合材料在其他力学性能基本不变的情况下,大幅度提高了其缺口冲击强度和断裂伸长率。指出了碳酸钙表面接枝改性应向着提高接枝单体量和采用弹性体单体方面发展。     

抗菌聚合物纳米纤维的研究进展

静电纺丝技术是制备功能聚合物纳米纤维的一种简单而有效的方法。由电纺纳米纤维堆砌而成的无纺织物具有巨大的比表面积,赋予其广泛的应用前景。通过在电纺聚合物纳米纤维中添加各类抗菌剂或对其表面进行化学改性,制备具有优异抗菌性能的新型功能聚合物纳米材料,将进一步拓展电纺纳米纤维在生物医学、过滤、精密制造等领域的应用。本文基于抗菌纳米纤维的分类进行总结,介绍国内外抗菌聚合物纳米纤维的研究现状,并对抗菌纳米纤维的未来发展进行了探讨。     

纳米SiO_2粒子表面官能团对尼龙6原位聚合的影响

研究了无机纳米粒子表面反应性官能团对尼龙 6 纳米SiO2 原位聚合的影响 .红外光谱和热重分析结果证实了无论对SiO2 进行表面处理与否 ,在原位聚合过程中其表面均能形成一定量的接枝聚合物 .随表面反应性官能团数目的增加 ,SiO2 的表面接枝率呈上升趋势 .与纯的尼龙 6相比 ,带有不同反应性官能团的纳米SiO2 的加入使复合产物的分子量呈下降的趋势 .对应于复合体系中可能发生的反应 ,提出了几种可能的表面接枝的键接方式 .力学性能测试结果显示经表面处理的SiO2 的加入能同时提高复合物的强度和韧性 ,而加入未处理的SiO2 时 ,材料强度可得到提高 ,但韧性明显降低 ,表明由偶联剂处理引入的柔性界面层的存在对于复合材料的力学性能有重要的影响     

低分子量氯磺化聚乙烯对纳米Si3N4粉体表面处理

用降解氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)的方法制备了低分子量氯磺化聚乙烯(LMCSM),将其作大分子表面改性剂对纳米氮化硅(Si3N4)粉体进行表面修饰,对改性前后的纳米Si3N4粉体采用沉降实验、FT-IR、TEM、TGA等方法进行了表征. 结果表明,LMCSM对纳米Si3N4粉体的改性主要为化学改性,其化学利用率为54%,物理利用率为29%;改性后的纳米Si3N4粉体的表面自由能从142.6 J/M2降至66.89 J/M2,在三氯甲烷中分散良好.