纳米CdS/聚乙烯咔唑(PVK)复合材料制备与表征

采用反相微乳法在庚烷/琥珀酸二异辛酯磺酸钠(AOT)/水体系中成功制备出纳米CdS/聚乙烯咔唑(PVK)复合材料。通过紫外-可见光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱(PL)对复合材料进行了结构表征和形貌观察。结果表明,UV-Vis光谱吸收峰在325 nm和360 nm,表现出纳米粒子明显的量子尺寸效应;TEM照片显示纳米CdS粒径分布较窄,均匀分散在PVK中。XRD分析表明,CdS纳米颗粒已经形成。PL结果显示:产物的荧光发射光谱峰波长在375 nm和520 nm。     

一种纳米氧化锌复合生物基水性聚氨酯的合成和性能研究

以自制的生物基水性聚氨酯(APU)及纳米氧化锌(ZnO)为原料制备了APU/ZnO复合材料,并通过红外光谱(FT-IR)、热重(TG)、紫外(UV)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等手段对复合材料的性能进行了表征。TEM和SEM照片显示,制得的新型纳米ZnO的尺寸为200 nm左右,可较均匀地分散在APU体系中。TG测试结果表明添加了少量纳米ZnO的复合材料的耐热性有了明显提高。同时测试结果表明,少量纳米ZnO粒子的加入对APU有很好的增强和增韧效果,且具有一定的抗菌性和抗紫外性能。     

纳米无机粒子/聚合物复合材料界面结构的研究

纳米粒子具有许多特性,聚合物中加入纳米粒子可以制备得到性能更加优异的复合材料,其中纳米粒子和聚合物基体间的界面对决定纳米复合材料的性能起着重要作用.本文综述了近些年来表征纳米无机颗粒/聚合物复合材料中界面结构的研究手段,如红外光谱(FTIR)、热重(TGA)、电子显微镜、小角中子散射(SANS)及小角X射线散射(SAXS)等,及界面结构与复合材料力学性能和热稳定性关系的研究进展.同时也介绍了纳米粒子对复合材料的渗透、光催化、阻燃、介电及导电性能的影响.最后对这一领域的研究进行了展望.     

聚丙烯腈/纳米掺锑SnO_2复合导电材料的制备及性能研究

采用超声波辅助溶液共混的方式制备了聚丙烯腈(PAN)/纳米掺锑SnO_2(ATO)复合材料,采用扫描电镜(SEM)、广角X衍射(WXRD)、动态力学分析仪(DMA)及热失重分析仪(TGA)研究了复合材料的微观相态结构、动态力学性能及热性能,对复合材料的导电性能进行了测试.结果表明:经过钛酸酯偶联剂处理的纳米ATO在PAN基体中分散良好;纳米ATO的加入可以有效地提高PAN的导电性能,当其质量分数为8%时,复合材料电导率可达10~(-4)S/cm;添加纳米ATO后PAN的储存模量及玻璃化转变温度提高;PAN/ATO复合材料的热稳定性与纯PAN相比明显提高.     

聚酰亚胺/蒙脱土纳米复合材料

利用插层法合成的聚酰亚胺／蒙脱土纳米复合材料相比于纯聚酰亚胺有更好的力学性能、热稳定性、气体阻隔性及更低的介电性、吸湿性和热膨胀性。是一种性能优异、具有广泛应用前途的新型有机、无机－纳米复合材料。这是因为粘土在聚酰亚胺基体中以纳米尺度均匀分散并与基体形成了强的化学结合。本文重点综述了该复合材料的制备、结构表征及性能等方面的研究，并展望该材料的应用前景。     

聚乙二醇/功能化石墨烯层状纳米复合材料热稳定性的提高

通过溶液共混技术成功制备了一系列聚乙二醇功能化石墨烯(GO-PEG)填充的聚乙二醇4000(PEG4000)基纳米复合材料.利用红外(FT-IR)、X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重(TG)及玻璃化转变温度(Tg)等表征手段详细研究了复合材料的结构和热性能.结果表明:GO-PEG可均匀分散在聚合物基体中,纳米复合材料呈层状结构;组分间的较强界面相互作用协同增强了纳米复合材料的热稳定性能.最终提出了层状纳米复合材料的形成过程及机理.     

PANI/Ce(OH)3-Pr2O3·3H2O/NanoG复合材料制备与表征

开发了反胶束模板-原位聚合纳米复合法制备聚苯胺(PANI)/Ce(OH)3-Pr2O3·3H2O/石墨纳米薄片(NanoG)纳米复合材料的方法.膨胀石墨在乙醇水溶液中经超声处理制得石墨纳米薄片,以苯胺的氯仿溶液为油相,稀土金属离子Pr3+、Ce3+水溶液为水相,依靠表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)自组装形成的反胶束为模板-制备PANI/Ge(OH)3-Pr2O3·3H2O/NanoG复合材料.利用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和 X-射线衍射(XRD)对该复合材料进行了表征和分析,研究了其导电性能和热性能.结果表明,PANI/Ce(OH)3-Pr2O3·3H2O/NanoG复合材料各相分散均匀,稀土纳米粒子在体系中以棒状的形态分布.热重分析表明,该复合材料的热稳定性明显提高;导电性研究说明,石墨纳米薄片的特殊的结构(较大的径厚比)对其在聚合物基体中形成导电网络具有重要作用;PANI/Pr2O3-Ce(OH)3/NanoG纳米复合材料的渗滤阀值低于1.0wt%.     

聚乙烯醇/氟基蒙脱土纳米复合材料的合成及性能研究

采用水热方法,在493 K条件下反应72小时,合成了氟基蒙脱土(F-MMT),在这种F-MMT中,硅酸盐结构中的一些OH-被F-取代。采用溶液插层方法,制备了聚乙烯醇/F-MMT纳米复合材料(PVA/F-MMT)。采用X 射线衍射、扫描电镜和透射电镜对F-MMT 和 PVA/F-MMT纳米复合材料进行了表征;结果表明,片状结构的F-MMT均匀分散于PVA中,形成了层离结构的纳米复合材料。热重分析、力学性能和紫外可见光谱的测试结果表明,在没有牺牲光学性能情况下,PVA/F-MMT纳米复合材料的热稳定性和力学性能都得到了提高。力学和热学性能的提高归功于F-MMT均匀而好的分散于聚合物基体中,以及PVA中的 OH- 和F-MMT 中F-之间强的氢键作用。     

水热法制备Fe3+改性的SnO2纳米颗粒

采用水热法制备了Fe3+改性的SnO2纳米颗粒, 通过XRD、BET、TEM、FT-IR和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对其结构和光学性质进行研究. 结果表明, 水热过程实现了氧化锡的直接晶化, 产物为金红石结构, Fe3+进入SnO2的晶格之中形成固溶体. 这种方法制备的Fe3+改性的SnO2纳米颗粒为单分散状态, 粒径分布均匀, 纯的SnO2未焙烧前平均粒径为6.0 nm, 随着Fe3+添加量的增大, 样品的粒径减小. BET显示纯的SnO2样品比表面积为206.1 m2•g−1, 随着Fe3+添加量增大, 产物的比表面积增大, 同时样品的紫外-可见吸收发生红移.     

绿色合成CdSe及制备CdSe-聚氨酯纳米复合发光材料

通过一步法绿色合成了CdSe-聚氨酯(CdSe-PU)纳米复合发光材料.在N2保护下,将单质硒(Se)溶于蓖麻油,以蓖麻油酸作为氧化镉(CdO)的配体,合成硒化镉(CdSe)纳米晶.将聚丙二醇2000和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)合成的预聚体,加入含CdSe纳米晶的蓖麻油溶液,通过交联作用得到CdSe-PU纳米复合发光材料.采用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、荧光光谱仪(PL)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、透射电子显微镜(TEM)对CdSe纳米晶和聚氨酯复合材料的结构和性能进行了表征.结果表明:此方法合成的CdSe纳米晶性能良好,能在聚氨酯纳米复合材料中均匀分散且性能稳定,CdSe-PU纳米复合材料耐热性有所提高.     

Zn/Al层状双氢氧化物-聚氯乙烯纳米复合物的制备与性能

用共沉淀法制备油酸钾改性的Zn2+、Al 3+层状双氢氧化物(Zn/Al-LDH),以环己酮为溶剂,用溶液插层法制备了Zn/Al层状双氢氧化物-聚氯乙烯(PVC)纳米复合物。采用傅里叶红外(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对复合材料的结构及形貌进行了表征,并用热分析仪、万能试验机和紫外分光光度计研究了复合物的热稳定性能、拉伸性能和紫外吸收性能。结果表明:Zn/Al-LDH纳米片层无序分散在PVC基体中;Zn/Al-LDH对PVC低温时的骨干脱氯化氢有促进作用;与PVC膜相比,复合膜的分解温度降低,高温碳化温度升高,复合膜的拉伸强度及断裂伸长率得到提高,在300~380nm具有一定的紫外吸收性能。     

基于氟碳表面活性剂插层水滑石的聚酰亚胺纳米复合材料的制备与性能

以氟碳表面活性剂全氟辛基磺酸钾为插层剂, 通过离子交换制备插层水滑石, 并以其为填料, 通过原位插层聚合方法, 制备了水滑石/氟碳表面活性剂/聚酰亚胺纳米复合材料. 用X射线衍射、 红外光谱和热失重等方法分析插层水滑石结构. 结果表明, 全氟辛基磺酸钾插层水滑石后, 水滑石的层间距由0.76 nm增加到2.52 nm, 在水滑石层间构建了氟碳链的微环境. 这种氟化水滑石可剥离分散于聚酰亚胺基体中, 改善了纳米复合材料的气体阻隔性能、 介电性能和机械性能. 这种影响不仅体现无机纳米片层的杂化效果, 而且展示出氟碳链的特点.     

高抗冲聚苯乙烯/粘土纳米复合材料的制备、热稳定性及流变性能

用双螺杆挤出共混法制备了高抗冲聚苯乙烯 (HIPS) 有机蒙脱土 (Org MMT)插层纳米复合材料以及HIPS 无机蒙脱土 (MMT)常规复合材料 .分别用TGA和毛细管流变仪研究了它们的热性能与流变性能 ,并比较了两种结构材料的性能差异 .结果表明 ,纳米复合材料比纯HIPS和常规的复合材料具有更好的热稳定性和流动性 ,前者具有更强的剪切变稀行为 .此外 ,当蒙脱土达到纳米级分散时 ,复合材料的表面也变得更加平整光滑 .     

CPF/ZnO纳米复合催化材料的制备

通过原位聚合-热转化两步法,利用ZnO纳米微粒和糠醇(F)制备出了具有大共轭结构的高分子(CPF)和ZnO的纳米复合催化材料(CPF/ZnO);用TG-DTA、TEM、XRD、XPS、IR和UV-Vis等技术对其热稳定性、形貌、尺寸、结构及吸光特性等进行了表征,以亚甲基蓝(MB)溶液的催化降解研究了该材料在自然光条件下的催化性能。结果表明,由该方法可以得到平均尺寸约为 50 nm的CPF/ZnO纳米复合催化材料;其中的CPF为具有极性基团和大共轭结构的高分子;ZnO与CPF化学键合在一起;CPF的引入将ZnO的光谱响应拓展到了整个紫外-可见区,从而极大地改善了ZnO在自然光条件下的催化性能。如在460 ℃下处理40 min所得的纳米复合材料,在自然光条件下,10 min即可使MB溶液完全脱色,而在相同条件下,纯纳米ZnO仅能使MB的脱色率为10%左右;该催化材料重复使用3次仍可使MB溶液的脱色率保持在80%以上。     

静电纺丝法制备抑菌性聚酰亚胺纳米纤维

采用静电纺丝技术,以联苯四甲酸二酐(BPDA)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为单体,硝酸银为银源,通过两步法制备含银聚酰亚胺(PI/Ag)纳米纤维.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及扫描电子显微镜(SEM)表征了PI/Ag纳米纤维的结构和微观形貌;通过浸渍培养法研究了聚酰亚胺(PI)及PI/Ag纳米纤维的抑菌性能.结果表明,聚酰亚胺基体中存在单质银的立方晶体结构,银粒子在聚酰亚胺基体表面均匀分散,平均粒径为10 nm;PI/Ag纳米纤维对大肠杆菌(E.coli)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)和枯草芽孢杆菌(B.subtilis)表现出良好的抑菌效果,最大抑菌率可达99.1%,为聚酰亚胺在耐高温抑菌生物医用材料等领域的应用提供了新的方向.     

纳米石墨薄片/聚吡咯复合材料的制备及导电性能

膨胀石墨经过超声处理制备了纳米石墨薄片。以其为导电填料，对甲苯磺酸为掺杂剂，FeCl₃·6H₂O为氧化剂，引发吡咯单体发生原位聚合，制备出纳米石墨薄片/聚吡咯(NanoGs/PPy)复合材料。利用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征了材料的组成和结构。结果表明，石墨薄片被聚吡咯完全包覆；并且以纳米级尺寸分散在聚吡咯基体中。热失重(TG)分析和电导率测试结果表明，复合材料的耐热性能和导电性能较纯聚吡咯有所提高。     

尼龙6/SiO_2纳米复合材料的制备及其力学性能和热稳定性

以表面含有氨基的可反应性纳米SiO2(RNS-A)和表面含有烷基碳链的可分散性纳米SiO2(DNS-3)作为填料,利用原位聚合法制备了尼龙6/SiO2纳米复合材料(相应的复合材料分别简记为RPA和DP3);采用透射电子显微镜观察了复合材料中纳米SiO2的表面形貌,并利用热失重分析仪测定了复合材料的热稳定性,进而考察了纳米SiO2表面功能基团对尼龙6力学性能和热稳定性的影响.结果显示,纳米SiO2能够很好地分散在尼龙6基体中,并使尼龙6的热分解温度提高10℃左右.与此同时,RPA的最大拉伸强度和冲击强度较纯尼龙6的分别提高34.5%和12.5%,DP3的最大拉伸强度和冲击强度分别提高18.2%和45.7%.这表明两种纳米SiO2均可以有效地提高尼龙6的力学性能和热稳定性;可以推测,纳米SiO2的增强效应与其在尼龙6基体材料中的分散和界面作用有关.     

溶剂热法制备球状Cu2ZnSnS4纳米晶及其表征

通过简单的溶剂热法合成了锌黄锡矿结构的Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米晶,使用L-半胱氨酸作硫源和络合剂,以金属氯化物作前驱体,在180°C下反应16h成功获得了CZTS微球.使用X射线衍射(XRD)仪,场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量色散谱(EDS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、多功能X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计对产物的物相、结构、形貌及光学性能进行表征.结果表明:所得的产物为纯相锌黄锡矿结构的CZTS纳米颗粒,CZTS微球直径为400-800nm,并可观察到微球是由大量厚度约20nm的纳米片构成;将CZTS颗粒均匀分散在异丙醇中,测试后估算其禁带宽度约1.58eV,与薄膜太阳能电池所需的最佳禁带宽度相近.并对其形成机理进行了初步探讨.     

同时添加碳纳米管及石墨烯对热致液晶聚酯形状记忆行为及拉伸性能的影响

利用溶液共混的方法将碳纳米管(CNT)及石墨烯(G)同时加入到热致液晶聚酯中制备纳米复合材料.通过透射电镜(TEM)研究纳米粒子的分散及形貌.采用荧光光谱及拉曼光谱研究碳纳米填料与热致液晶聚酯基体之间存在π-π相互作用.利用电子万能试验机(EUTM)研究了材料的拉伸性能,由于CNT与G与基材之间作用力强,且CNT与G间的协效作用能有效地实现应力转移,同时加入CNT及G有助于提升复合材料的拉伸强度.动态热机械分析(DMA)数据表明,同时添加CNT与G对于复合材料的固定率影响不大,但会降低回复率;同时复合材料的回复应力也得到显著的提升.     

聚合物存在下纳米银复合材料的制备与表征

以聚丙烯腈聚乙二醇嵌段共聚物PAN-b-PEG-b-PAN为稳定剂, 在超声辐照下成功地制备了分散性较好、尺寸均匀的纳米银颗粒. 用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和热分析(TGA)等对制备的纳米银复合材料进行了表征. 红外结果表明超声辐照并没有破坏聚合物的链结构. 聚合物的引入, 对纳米银颗粒起到了很好的分散保护作用. 用低浓度的硝酸银溶液, 得到粒径较小的纳米银颗粒; 随着硝酸银浓度增大, 纳米银颗粒粒径也增大. 而聚合物的浓度增大时, 所得银纳米颗粒粒径减小. 对银纳米颗粒的形成机理进行了讨论.