文档介绍：功能高分子课程论文
高分子纳米复合材料界面研究取得新进展
姓 名: 黄敬新
班 级: 高分子专 08-3 班
老 师: 齐民华
日 期: 2010-12-02
高分子纳米复合材料界面研究取得新进展
黄敬新
(广东石油化工学院化工与环境工程学院,广东 茂名 525000 )
摘要 :本文从高分子纳米材料的制备,纳米材料的特性,高分子纳米复合材料的技术进
展,高分子纳米复合材料应用及纳米材料发展前景与展望进行论述。这其中涉及到纳米
材料的原子物理、凝聚态物理、胶体化学、配位化学 、化学 反应动力学和表面、界面
科学等多种学科,在实际应用和理论上都具有极大的研究价值,所以纳米材料成为近些
年来材料科学领域研究的热点之一。
关键词 : 高分子纳米复合材料,纳米单元,制备,表征,应用
纳米材料科学是一门新兴的并正在迅速发展的材料科学。 由于纳米材料体系具有许
多独特的性质,应用前景广阔,所以成为近些年来材料科学领域研究的热点之一,被誉
为“ 21 世纪最有前途的材料” 随着纳米科技的发展, 高分子纳米复合材料的研究方兴未
艾。高分子纳米复合材料具备的特殊性能使其具有巨大的潜在应用前景。然而,高分子
纳米复合材料的性能往往很大程度上取决于高分子与纳米粒子的界面作用。因此,高分
子纳米复合材料界面的研究对设计和制备高分子纳米复合材料, 以及提升复合材料性能
具有重要的指导意义。
一 . 高分子纳米复合材料的制备
高分子纳米复合材料的涉及面较宽,包括的范围较广,近年来发展建立起来的制备
方法也多种多样,可大致归为四大类:纳米单元与高分子直接共混,在高分子基体中原
位生成纳米单元; 在纳米单元存在下单体分子原位聚合生成高分子及纳米单元和高分子
同时生成。 各种制备纳米复合材料方法的核心思想都是要对复合体系中纳米单元的自身
几何参数、空间分布参数和体积分数等进行有效的控制,尤其是要通过对制备条件(空
间限制条件,反应动力学因素、热力学因素等)的控制,来保证体系的某一组成相至少
一维尺寸在纳 米尺度范围内(即控制纳米单元的初级结构) ,其次是考虑控制纳米单元
聚集体的次级结构 。
1. 纳米单元与高分子直接共混
此法是将制备好的纳米单元与高分子直接共混,可以是溶液形式、乳液形式,也可
以是熔融形式共混。例如  等人利用反相胶乳制备纳米 TiO2 粒子,在 N-
1
)
甲 基吡咯烷***( NMP 中与聚酰亚***溶液共混,制备出纳米 TiO2/PI 复合材料;另外用
表面处理过的粒径约 10 nm的 TiO2 粒子[ %(质量分数)]与 PP熔融共混 ,制成半
透明、机械性能比纯 PP 更高的复合材料。
2. 纳米单元的制备
可用于直接共混的纳米单元的制备方法种类繁多,通常有两种形式的制备 :从小
到大的构筑式,即由原子、分子等前体出发制备;从大到小的粉碎式,即由常规块材前
体出发制备(一般为了更好控制所制备的纳米单元的微观结构性能,常采用构筑式制备
法 )。总体上又可分为物理方法、化学方法和物理化学方法三种。
物理方法有物理粉碎法,采用超细磨制备纳米粒子,利用介质和物料间相互研磨和
冲击, 并附以助磨剂或大功率超声波粉碎, 达到微粒的微细化; 物理气相沉积法( P