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.     

聚合物改性中纳米复合新技术

聚合物改性的研究近年来十分活跃,纳米复合技术的问世为聚合物改性开辟了崭新的途径,并且对于推动高分子材料的功能和高性能化具有重要意义。本文介绍了近年来纳米技术的发展,并综述了纳米复合材料的特性和制备方法,论述了纳米材料在聚合物改性中的应用。     

金纳米粒子和聚合物复合体系分子设计与组装过程的计算机模拟

金纳米粒子除了拥有纳米粒子的体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等优异性能之外,还有一些特殊性能,如良好的稳定性、抗菌抑菌功能、表面吸收带效应、荧光效应等。量子化学计算方法提供了从分子水平上探究金团簇的催化和反应活性的影响因素,如金团簇的尺寸、形状、电子状态、活性位点的类型和结构等。分子动力学可以更好地模拟纳米粒子与配体和溶剂的相互作用方式,同时给出热力学和动力学行为。耗散粒子动力学等介观模拟方法则被应用到金纳米粒子和聚合物复合体系自组装过程的研究,并可以给出调控自组装结构的有效方案。以高分子与纳米粒子复合物为研究对象,明晰影响复合物结构和性质的主导因素,探索复合物调控机制,提出决定复合物功能的主控因素,进一步理解高分子与纳米粒子复合物的本质,可以为实验上制备、优化新型高分子与纳米粒子复合物材料提供可靠的理论帮助。     

芳纶纳米纤维/聚合物复合材料研究进展

芳纶纳米纤维(ANF)是一种新型纳米增强材料,由于具有高长径比、高表面能、高热稳定性等优异特性,能够与聚合物材料复合以增强聚合物的力学性能和热性能。然而,ANF在制备方法上仍有不足,难以大规模生产,如何有效地将其与聚合物材料复合仍是一种挑战。本文总结了ANF常用的制备方法,介绍了ANF在聚合物复合材料领域的应用,并对ANF在聚合物材料领域的应用研究进行了展望。     

聚合物-金属纳米复合材料的制备与应用

综述了聚合物-金属纳米复合材料的制备方法，包括原位形成法、沉积法、离子注入法、辐射化学法、光照化学法、直接分散法、球磨法；介绍了聚合物．金属纳米复合材料的应用领域，最后展望了这种材料的发展前景。     

高性能石墨烯/聚合物纳米复合材料的研究进展——界面作用力的设计及其影响

石墨烯是一种二维材料,具有极其优异的电学、力学、热学等性能,制备方法简单且价格低廉,可以在高性能聚合物基复合材料中展现无穷魅力.石墨烯在聚合物中的分散状态,以及与基体间的界面作用是构筑高性能石墨烯/聚合物纳米复合材料的关键因素.本文综述了石墨烯/聚合物纳米复合材料的界面作用力,包括氢键、π-π堆栈、共价、配位作用和成核—结晶作用,并总结和评述了这些界面作用力的优缺点和适用范围.最后展望了多种协同作用在构筑强界面作用力的石墨烯/聚合物基纳米复合材料中的应用前景.     

聚合物/纳米碳酸钙复合材料的制备

提出了一种制备聚合物/碳酸钙复合材料的技术.即先将纳米碳酸钙粒子在温和条件下分散到水溶液中,再在较弱的外场作用下混合分散到聚合物熔体中,使用此方法制备的4种典型聚合物(聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯和聚脂)的纳米复合材料,通过扫描电镜观察纳米粒子以纳米尺寸均匀分布于树脂基体中.聚碳酸酯复合材料的相对分子质量变化不大,而且复合材料的某些力学性能有所提高,证明此种方法可用于极性与非极性聚合物制备纳米复合材料.     

聚合物/量子点纳米复合材料的制备

量子点具有优异的光电性能,聚合物具有性质稳定、质轻、可加工性好等优点;将聚合物和量子点复合可综合两者的优点,同时还可使量子点的稳定性得以大幅度提高。得到的聚合物/量子点纳米复合材料应用领域广;其制备方法主要有简单易操作的直接分散法、在聚合物中原位生成量子点的原位生成法、在有量子点存在的聚合场所引发有机单体聚合的原位聚合法、层-层组装法以及在量子点表面直接修饰聚合物的表面直接修饰法。本文就这些制备方法进行了概要综述,并对各种方法的特点进行了总结。     

两端系留纳米粒子聚合物的分子动力学模拟

两端系留纳米粒子聚合物是研究末端对聚合物链弛豫行为影响的优选分子模型.本文构建了两端系留纳米粒子聚合物模型,运用粗粒化分子动力学方法研究了两端系留纳米粒子聚合物的特征温度和弛豫行为,探讨了纳米粒子半径和聚合物链长对玻璃化转变温度、结晶温度和介电性能的影响.研究表明,聚合物两端纳米粒子的存在可延缓聚合物链的弛豫并促进结晶,使两端系留纳米粒子聚合物的玻璃化转变温度和结晶温度均增加.研究结果与相关的实验报道吻合,可加深对两端系留纳米粒子聚合物结构和性能的理解.     

《聚合物分散液及其工业应用》

乳液聚合是高分子科学和技术中的重要研究领域。按使用情况 ,聚合物分散液 (或乳液、胶乳 )可以粗分成两类 :一类是经凝聚、分离成固体产品 ,主要用作合成橡胶 ,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等 ,这一类产量大 ,但品种有限 ,已经发展到相对稳定的阶段 ;另一类是聚合物分散液直接使用 ,这一类花色品种甚多 ,应用范围极广 ,几乎渗透到每一工业技术部门 ,前景无可限量。近 2 0年来 ,我国高等院校、研究院所、工业部门许多单位都在从事这方面的研究开发工作 ,亟需内容充实的参考书刊。国内外有关乳液聚合和聚合物分散液的专著不下 10余本 ,每…     

高分子/单链高分子纳米粒子复合体系中的界面性质

高分子与纳米粒子复合是改善高分子材料性能的有效途径.近20年来关于高分子/纳米粒子复合物的研究引起了学术界广泛的兴趣.然而由于此类体系中的影响因素复杂,虽然学者们在相关材料性能的研究方面取得了重要进展,但是相关理论的发展却相对滞后,其中一个重要原因是实验上表征手段的缺失,导致对体系中纳米粒子与本体高分子链相互作用规律的认识(尤其是两者界面性质的认识)不够.本文总结和阐述了我们近几年利用分子动力学模拟技术研究高分子/单链高分子纳米粒子复合体系的主要结果,并围绕此类复合体系中的界面结构及动力学性质,讨论并总结了纳米粒子对本体高分子链的作用范围及影响规律,指出单链纳米粒子对熔体链的作用范围与纳米粒子的自身尺寸相当,而与熔体高分子链的分子量没有直接的关系.该结论将为纳米复合体系高分子理论的发展提供重要参考.     

高分子熔体结晶的两维计算机模拟

高分子熔体结晶的两维计算机模拟胡文兵，于同隐，卜海山（复旦大学高分子科学系，复旦大学材料科学系，上海，２００４３３）关键词计算机模拟，有序相变，高分子１９５６年Ｆｌｏｒｙ［１］从平均场近似的格子模型证明：高分子链的非柔顺性会导致长链的完全有序排列．此...     

分散聚合技术及其研究进展

介绍了分散聚合体系中各组分及反应条件对反应过程和最终产物性能的影响,简要归纳了分散聚合成核机理、稳定机理及其反应动力学,并着重阐述了近年来分散聚合发展的新技术以及制备的功能微球在各领域的应用等方面的研究进展.分散聚合与其它非均相聚合方法相比,是制备粒径范围在1-10μm且单分散性较好的聚合物微球的有效方法.最近,许多新思路不断引入分散聚合体系,如采用水和超临界CO2作为分散介质,尝试微波和辐射引发聚合以及按照活性聚合机理进行反应等.     

分散聚合研究

介绍了分散聚合制备聚合物微球的研究进展，对分散聚合的成核与稳定机理、聚合过程、动力学、反应参数对聚合物微球粒径及分散性的影响以及运用分散聚合制备功能性聚合物微球及聚合物－－磁性材料复合微球的研究现状进行了回顾。     

聚合物纳米复合体系中聚合物结构及动力学研究进展

从计算模拟及实验角度系统总结了聚合物结构、聚合物构象、聚合物扩散及聚合物多尺度动力学的研究进展,阐述了各影响因素及其变化规律,并对聚合物动力学的未来研究进行了展望.     

八苯基笼型倍半硅氧烷的官能化及其在高分子纳米复合材料中的应用

笼型倍半硅氧烷（POSS）是具有独特分子结构的有机硅化合物,无机硅氧骨架核心为其提供良好的硬度和热稳定性,外围有机基团可增强与聚合物基体间的相容性,以它为前驱体可以制备分子级分散的有机／无机纳米高分子杂化材料。近年来,全芳香结构的八苯基笼型倍半硅氧烷因其高的耐热性和官能化方法的多样性尤其得到关注。本文重点综述了八苯基笼...     

Nanoparticle Dispersion and Glass Transition Behavior of Polyimide-grafted Silica Nanocomposites

How to control the spatial distribution of nanoparticles to meet different performance requirements is a constant challenge in the field of polymer nanocomposites.Current studies have been focused on the flexible polymer chain systems.In this study,the rigid polyimide(PI) chain grafted silica particles with different grafting chain lengths and grafting densities were prepared by "grafting to" method,and the influence of polymerization degree of grafted chains(N),matrix chains(P),and grafting density(a) on the spatial distribution of nanoparticles in the PI matrix was explored.The glass transition temperature(Tg) of PI composites was systematically investigated as well.The results show that silica particles are well dispersed in polyamic acid composite systems,while aggregation and small clusters appear in PI nanocomposites after thermal imidization.Besides,the particle size has no impact on the spatial distribution of nanoparticles.When σ·N0.5<<(N/P)2,the grafted and matrix chains interpenetrate,and the frictional resistance of the segment increases,resulting in restricted relaxation kinetics and Tg increase of the PI composite system.In addition,smaller particle size and longer grafted chains are beneficial to improving Tg of composites These results are all propitious to complete the microstructure control theory of nanocomposites and make a theoretical foundation for the high performance and multi-function of PI nanocomposites.     

聚合物屈服中结构变化的计算机模拟

用分子模拟方法对近来关于在屈服中是否存在结构改变的问题进行了考察.结果表明,在屈服附近键长与键角没有明显的变化,而且分子间相互作用主宰着屈服过程.研究发现,屈服过程中有一个“原子跳跃”的结构转变现象,即部分原子的位移超出所有原子平均位移的10倍以上.另外,高分子链间堆砌的复杂性引起屈服点附近的多重原子跳跃发生.用该结果可以较合理地解释高分子有一个宽的屈服峰.     

The Research Progress of Polymer/Graphene Nanocomposites

石墨烯以其优异的力学、光学、电学和热学性能,得到日益广泛的关注和研究。本文介绍了石墨烯的结构、性能和特点,并对石墨烯的改性方法进行了概括。本文着重综述了高分子／石墨烯纳米复合材料的研究现状和进展,并介绍了高分子／石墨烯纳米复合材料的三种制备方法,即原位插层聚合法、溶液插层法和熔融插层法。此外,还对高分子／石墨烯纳米复合材料的应用前景进行了展望,并对石墨烯复合材料研究存在的问题和未来的研究方向进行了讨论。     

折射率梯度型塑料光纤棒的制备与模拟

采用溴苯作为高折射率掺杂剂，通过界面凝胶聚合法制备了折射率呈梯度型分布的塑料光纤棒，研究发现，在聚合反应前期，混合物在真空与60－70℃的条件下聚合，而后期反应在高压气氛中进行，可以消除光纤棒中的气泡或真空泡，利用Vrentas-Duda自由体积理论，对梯度型折射率分布的形成进行了分析，建立了物理模型，并进行了模拟分析。