聚合物納米雜化材料的制備

1、材 料 化 學 專 業(yè)雜化材料結課論文題 目: 聚合物納米雜化材料的制備班級學號: 1209 姓 名: 授課教師: 哈爾濱理工大學化學與環(huán)境工程學院2015年7月 1日摘 要聚合物納米材料由于其大比表面積的特殊性質，使之在納米和分子水平范圍內具有特殊的應用性能，已成為材料科學中最為熱門和前沿的研究領域。有機無機雜化材料兼具聚合物的低密度、高韌性、可塑性以及無機材料的透明性、高折射率、表面堅硬性等諸多優(yōu)良性質，同時容易剪裁成具有特殊結構的材料，如微膠囊、核殼型顆粒、毛細管等等 ，所以有機一無機雜化納米材料在光學、催化、微電子、包裝、生物、制藥等行業(yè)內都有巨大的潛在應用。目 錄摘要I第1章 緒 論

2、11.1 聚合物納米粒子雜化材料的介紹11.1.1 在無機粒子外包覆聚合物11.1.2 在聚合物膠粒外包覆無機物31.1.3 一步直接聚合法合成含有無機結構的雜化納米粒子31.1.4 在無機粒子外包覆聚合物4第2章 聚合物納米粒子雜化材料的制備方法62.1 共混法62.1.1 溶液共混法62.1.2 熔融共混法62.1.3 乳液共混法72.2 溶膠-凝膠法72.3 納米粒子原位生成法82.4 單體原位聚合法82.5 自組裝法92.6 超聲波法9第3章 聚合物納米粒子雜化材料的結構表征113.1 電子顯微鏡113.2 紅外光譜113.3 X射線光電子能譜113.4 X射線衍射113.5 力學性能

3、123.6 光學性能與應用123.6.1 吸光特性123.6.2 吸波性能123.6.3 光致色變特性133.7 敏感性能133.8 催化性能133.9 電學性能143.10 磁性能與應用14總 結15參考文獻16千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行第1章 緒 論1.1 聚合物納米粒子雜化材料的介紹聚合物材料在現代生活中應用廣泛，具有各種各樣的性能，如導電性聚合可以像金屬材料一樣應用于電學的各行各業(yè)，但是一些導電性聚合物如聚苯胺、聚吡咯等聚合物雖合成方法較簡單，具有較高的導電率，但是

4、很難像其他高分子聚合物那樣易加工成型，且在高溫和潮濕環(huán)境下不能長期使用1，聚酯和聚酯纖維雖具有高模量、高強度、耐酸，耐熱性等優(yōu)點，但其因其可燃性而應用受到限制2。聚氯乙烯等一些樹脂類聚合物在橡膠方面應用廣泛，但其脆性大、熱穩(wěn)定性差，在熱、氧氣、光等環(huán)境下性能下降3。為了提高、優(yōu)化各種聚合物的各種性能，用納米粒子對其進行摻雜，得到聚合物納米粒子雜化材料，這種材料能夠充分體現聚合物的一些性能如密度小、強度高、耐腐蝕、易加工等特點，也能夠體現納米粒子所具有得體積效應、表面效應、量子尺寸效應、小尺寸效應，特別是還能夠產生一些常規(guī)材料所不具備的新的性能，使其在生物、醫(yī)藥、化工、材料、電子、催化劑、傳感器

5、、生物等方面有著廣闊的應用前景4-6。目前國內外許多科研工作者都通過高科技手段，采用納米新技術以及先進的制造工藝，將納米粒子用于聚合物和雜化材料的改性中，以提高其各種性能，并取得了許多可喜的研究成果。本文主要綜述近年來聚合物納米粒子雜化材料的幾種主要的制備方法以及各種性能和應用情況。1.1.1 在無機粒子外包覆聚合物為了增加有機無機間的親和力，偶聯(lián)劑在此類制備過程中被廣泛應用，Carris等利用有機鈦偶聯(lián)劑，在二氧化鈦膠粒表面通過化學鍵作用或物理纏結作用包覆了一層聚甲基丙烯酸甲酯聚合物 。Espiard等用類似的方法，用甲基丙烯酸一3三甲氧基硅丙酯(MPS)作為偶聯(lián)劑，在硅膠體外包裹一層甲基丙

6、烯酸乙酯聚合物 ，這種雜化膠體顆?？尚纬赏耆该鞯哪?，且具有與硫化橡膠類似的優(yōu)良的力學性能 。Carris等對用憎水基團改性過的鈦膠體顆粒，使十二烷基硫酸鈉吸附于其表面，然后引發(fā)聚合反應形成有機層 。帶有正電荷的氧化鐵膠體顆粒表面，可成功吸附雙層十二烷基硫酸鈉乳化劑而保存膠體穩(wěn)定 ，在吸附過程中利用超聲分散，避免聚并 。后來，Quaroni等利用油酸在銀膠體粒子表面的吸附，形成聚苯乙烯聚丙烯酸甲酯共聚物殼n ，同樣，油酸也可以在磁性膠體顆粒外吸附，進而制備雜化粒子。單體同樣能夠先吸附于無機粒子表面，然后再引發(fā)聚合。主要是選用帶有酸性或堿性的單體，利用酸堿作用機理進行吸附，然后與苯乙烯、甲基丙烯

7、酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯在粒子表面進行共聚，由此合成的雜化粒子制成的膜具有高玻璃化、高透明度等特點。Armes等利用堿性的4乙烯基吡啶與表面為酸性的二氧化硅膠體顆粒之問的吸附，然后引發(fā)聚合形成雜化納米粒子。Mafikanos等用類似的方法，使用相應的單體聚合形成聚吡咯和聚甲基吡咯金雜化顆粒 。另外，使用可聚合的表面活性劑(如甲基丙烯酸二甲基乙基氨鹽)，其兼具表面活性劑和單體的作用，它的吸附提高了包覆的效率 。另外一種路線是在無機粒子表面利用與粒子表面電荷相反的引發(fā)劑進行吸附，后引發(fā)聚合反應，其吸附過程可由介質的pH值控制 17。AIBA與合適的表面活性劑一起吸附后，可在二氧化硅膠體顆

8、粒表面引發(fā)聚合并在其表面雜凝聚，形成雜化粒子 。根據二氧化硅膠體顆粒的大小，這種雜化粒子分別呈現出草莓狀結構和規(guī)整的核殼結構 。最近，利用微乳液聚合方法制備雜化納米粒子也被廣泛研究，這種方法是在無機粒子外吸附憎水物，后分散于憎水單體中，然后加入到含有表面活性劑的水溶液中，高速攪拌后形成單體包裹于無機粒子外的膠束，引發(fā)聚合后即形成雜化納米粒子 ，其關鍵是無機粒子在單體中的分散。Erdem等利用聚異丁烯琥珀酰胺良好的穩(wěn)定作用，在二氧化鈦膠體顆粒外成功進行了聚合 。1.1.2 在聚合物膠粒外包覆無機物利用溶膠凝膠反應，在聚合物膠粒外通過無機物的烷氧基化合物的水解一縮合反應可制備有機一無機雜化粒子。雖

9、然理論上所有無機物的烷氧基化合物都可以用于此種反應，但實際上由于水解縮合反應的動力學因素，最終已應用的無機物僅局限于鈦和硅。Margel在毫米級的聚苯乙烯顆粒外成功用正硅酸乙酯(TEOS)的水解縮合反應，在Ps外包覆了一層二氧化硅，在聚合的同時需加入PVP作為穩(wěn)定劑 。Shisho等在粒徑約為420nm的聚苯乙烯粒子外用四丁氧基鈦在乙醇溶液中的水解縮合反應，在聚苯乙烯顆粒外包上一層30nm左右的二氧化鈦無機層，此反應也需要PVP來作為穩(wěn)定劑29j。在更小的粒徑范圍內，此類聚合反應最大的問題就是水解縮合而成的無機氧化物容易自身成核，形成二級粒子，解決此問題的關鍵為增加有機、無機之間的親和力。Ti

10、ssot等利用硅烷偶聯(lián)劑MPS，利用MPS中的雙鍵接枝到聚合物粒子表面，引入了硅氧烷基團，增加了與TEOS間的親和力，然后在乙醇中 或水中 進行TEOS的原位縮合反應，形成納米雜化粒子，自組裝成雜化納米粒子。近年來，用這種方法在聚合物膠體粒子上自組裝各種無機粒子如二氧化鈦粒子 、氧化鐵磁性粒子 等已比較成熟。Caruso等則首先提出層層自組裝(LayerbyLayer)方法，這種方法實際上是上述方法的延續(xù)，利用聚電解質和無機粒子間的不同電性，在膠體粒子表面一層一層進行吸附，這樣可以制得多組分的雜化納米粒子，這些組分包括硅 、半導體材料 、納米碳管 刮等。1.1.3 一步直接聚合法合成含有無機結

11、構的雜化納米粒子這里所指的雜化納米粒子，是指含有si一0一si 無機網絡結構的乳膠粒子，這種方法是通過含有硅氧烷基團的乙烯基單體與其它單體的共聚，在聚合過程中，硅氧烷基與水接觸，并水解縮合成si一0一si 無機網絡結構，使粒子成為雜化納米粒子，如圖3所示。但乳液聚合過程中的水解縮合反應可導致乳液不穩(wěn)定，不能形成納米粒子。Liles等通過控制反應介質的pH值為7左右，使水解縮合反應減少 ，得到了穩(wěn)定的PSSiO 雜化納米粒子；Ladika則通過控制滴加含硅氧烷基單體的速率來控制反應過程，制備得到了穩(wěn)定的PMMASiO，雜化納米粒子 。Masaaki等利用硅氧烷基中長鏈烷基的水解速率慢的特點，用含

12、較長鏈的硅氧烷基單體進行聚合，也得到了穩(wěn)定的PSSiO，雜化納米粒子 ；Moelnaar等先合成了帶電負性的硅氧烷基單體，減小了硅氧烷基的水解縮合速率，成功進行了此類合成 。最近，Marcu等通過微乳液聚合方法，減少了反應過程中單體與水的接觸，所以明顯減少了乳膠粒的聚并，合成了穩(wěn)定的雜化納米粒子 ；Ni等則通過對伴有水解縮合反應的乳液聚合體系的成核、微結構形成過程的研究，綜合運用控制分散介質pH值、控制體系中功能型單體的濃度、采用半連續(xù)方法合成了具有核一殼結構的雜化納米粒子 。1.1.4 在無機粒子外包覆聚合物兩性嵌段聚合物可以在溶劑中呈現出多種形態(tài)，所形成形態(tài)由溶劑的極性和此嵌段聚合物化學結

13、構決定。將這種嵌段共聚物溶于與水不互溶的有機溶劑中，然后加入少量水，聚合物可形成膠束(膠束內部親水，外部親油)，從而使膠束內部成為金屬化合物母體發(fā)生反應的場所 ，最后形成以無機粒子為核，嵌段共聚物為殼的雜化納米粒子。Bronstein等用嵌段聚合物PS一6一PEOCPC(十六烷基溴陽離子表面活性劑)先形成膠束，然后金屬鉑鹽和還原劑在其中反應形成雜化粒子 。Gohy等則報道了一種對pH值敏感的核。殼王冠型雜化納米粒子，它是以PS6P2VPbPEO作為外包膠束，其內金屬金通過還原反應得到。另外，也可以形成疏水的聚合物段在內，親水的帶有能發(fā)生水解縮合反應基團的段在外，形成膠束后，加入水解一縮合反應的

14、催化劑使親水部分發(fā)生交聯(lián)，得到聚合物核無機殼型的雜化納米粒子。第2章 聚合物納米粒子雜化材料的制備方法聚合物納米雜化材料的制備是探索高性能雜化材料的一條重要途徑,材料的制備是性能研究的基礎，因此，納米雜化材料的制備是材料科學領域中重要研究的課題也是目前研究的一個熱點。近年來發(fā)展建立起來的制備方法也多種多樣，各種制備方法并非截然分開，有可能互相滲透，這些制備方法主要有溶膠凝膠法、共混法、自組裝法、原位生成法、超聲波法等。2.1 共混法該方法是首先合成出各種形態(tài)的納米粒子，再通過各種方式將其與有機聚合物混合7。此種方法的優(yōu)點是，納米粒子與聚合物的合成分步進行，可控制納米粒子的形態(tài)、尺寸，方法簡便經

15、濟、易于實現工業(yè)化，缺點是納米粒子的比表面積和表面能極大，粒子之間存在較強的相互作用，極易產生團聚，失去納米粒子的特殊性質;而聚合物本身粘度又較高，納米粒子與聚合物很難達到理想的納米尺度雜化。通常采用表面活性劑、偶聯(lián)劑、表面覆蓋、機械化學處理和接枝等方法對納米粒子進行處理，以提高納米粒子在基質材料中的分散性、相容性和穩(wěn)定性。此外，常采用加強攪拌混合，如超聲波和高速攪拌等方式來提高納米粒子在基質材料中的分散效果。共混法可分為溶液共混、乳液共混和熔融共混。2.1.1 溶液共混法溶液共混是先將聚合物溶入溶劑中，加入納米粒子，充分攪拌使之均勻分散，再除去溶劑而制備聚合物納米粒子雜化材料的方法8。羊海棠

16、等9用溶液共混法制備出PP/Si02雜化材料。2.1.2 熔融共混法熔融共混法是將聚合物融體與納米粒子共混而制備聚合物納米雜化材料的一種常用方法。由于有些聚合物的分解溫度低于熔點，不能用此種方法，使得適合該法的聚合物種類受到限制，在熔融共混過程中，熔體具有較高的粘度，納米粒子在加熱時碰撞機會增加，易于團聚，兩相的混入和分散是相當困難的。為此，共混設備必須提供足夠大的剪切力，使熔體產生足夠的形變和流動，以利于納米粒子及其團聚體的混入、破碎，分散。孫閣彪等10通過熔融共混法將經適當表面處理的納米TiO2粒子均勻地分散在聚丙烯(PP)中，制備出PP/ TiO2聚合物納米粒子雜化材料。任顯誠等11通過

17、對納米級CaCO3粒子進行表面預處理和熔融共混工藝制備了PP/CaCO3聚合物納米粒子雜化材料。2.1.3 乳液共混法乳液共混法是先制備聚合物乳液(外乳化型或內乳化型)，再與納米粒子進行均勻混合，最后除去溶劑（水）而制備聚合物納米粒子雜化材料的方法。外乳化法由于乳化劑的存在，一方面可以使納米粒子更加穩(wěn)定，分散更加均勻；另一方面也會影響雜化材料的一些物化性能，特別是對電性能影響較大。內乳化型既有外乳化的優(yōu)點，又能克服外加乳化劑對材料電學光學性能的影響，性能更好。魯德平等12以納米A12O3為種子進行乙酸乙烯酯的乳液聚合，得到了PVAc/A12O3聚合物納米粒子雜化材料。2.2 溶膠-凝膠法溶膠-

18、凝膠法13是制備聚合物納米粒子雜化材料應用最早的方法，指的是將硅氧烷或金屬鹽等前軀體溶于水或有機溶劑中形成均質溶液，在酸、堿或鹽的催化作用下促使溶質水解，生成納米粒子并形成溶膠14，隨著水解的縮聚反應的進行，溶膠的粘度進一步增加，最后成為凝膠。凝膠經過陳化、干燥成為干凝膠。溶膠-凝膠法的特點是可在溫和的條件下進行，兩相分散均勻，通過控制前驅物的水解-縮合來調節(jié)溶膠凝膠化過程，從而在反應早期就可以控制材料的表面與界面，有利于實現納米甚至分子尺度上的雜化。該法目前存在的最大問題在于凝膠干燥過程中，由于溶劑、小分子、水的揮發(fā)可能導致材料內部產生收縮應力，影響材料的力學和機械性能。盡管如此，溶膠-凝膠

19、法仍然是目前應用最多，也是較完善的方法之一。2.3 納米粒子原位生成法納米粒子原位生成法是一種簡單，高效的制備聚合物納米粒子雜化材料的方法。這種方法是在聚合物網絡中利用相應的前驅體，一步實現聚合物與納米粒子的雜化15。這種方法的特點是，納米粒子直接在聚合物基體中成核、生長，從而抑制了不必要的納米粒子聚集。優(yōu)點在于聚合物鏈中的官能團能夠穩(wěn)定生成的納米粒子，可以有效地控制粒子的大小，阻止納米粒子的團聚。另外，這種原位生成的納米粒子通常和聚合物有很強的作用，一方面保證了納米粒子在聚合物中良好的分散性和均一性，通常還可以作為聚合物的交聯(lián)點來穩(wěn)定聚合物，提高納米復合材料的穩(wěn)定性，這對于保護材料的穩(wěn)定性和

20、功能性來講是非常重要的。缺點在于未反應的前驅體原料以及副產物會影響最終目標材料的性質。2.4 單體原位聚合法單體原位聚合法是將經過表面處理的納米粒子加入到單體中，混合均勻，然后在適當條件引發(fā)單體發(fā)生聚合的方法17。原位聚合法可在水相中進行，也可在油相中進行。單體可進行自由基聚合，也可進行縮聚反應。該方法適用于大多數聚合物基納米粒子雜化材料的制備。由于聚合物單體分子較小，粘度低，表面有效改性后的納米粒子容易均勻分散，因此保證了體系的均勻性及各項物理性能18。典型雜化材料有SiO2PMMA，TiO2聚丙烯酸酯19等雜化材料。原位聚合法反應條件溫和，制備的雜化材料中納米粒子分散均勻，粒子的納米特性完

21、好無損，同時在聚合過程中，只經一次聚合成型，不需熱加工，避免由此產生的降解，從而保持了基本性能的穩(wěn)定。但原位聚合法的使用有較大的局限性，因為該方法僅適用于含有金屬、硫化物或氫氧化物的膠體粒子，只有這些膠體粒子才能使單體分子在溶液中進行原位聚合，制得所需要的聚合物納米粒子雜化材料。2.5 自組裝法自組裝是分子與分子在一定條件下，依賴非共價鍵分子間作用力自發(fā)連接成穩(wěn)定的分子聚集體的過程20。分子自組裝的原理是利用分子與分子或分子中某一片段與另一片段之間分子識別，相互通過非共價作用形成具有特定排列順序的分子聚集體。它主要包括L-B成膜技術、逐層自組裝技術、和仿生合成。這里主要介紹L-B成膜技術。LB

22、膜法22是利用具有疏水端和親水端的兩親分子在氣液界面的定向性質，來制備聚合物納米雜化材料。用LB膜法制備的納米雜化材料，既具有納米粒子特有的量子尺寸效應，還具有LB膜分子層次有序、膜厚可控、易于組裝等優(yōu)點。缺點是雜化基體多為分子量相對較低的有機聚合物，膜的穩(wěn)定性相對較差21。通過改變成膜材料、納米粒子的種類及制備條件，可以改變材料的光電特性，因此在微電子學、光電子學、非線性光學和傳感器等領域有著十分廣闊的應用前景。2.6 超聲波法超聲波法23的原理是使用超聲波震蕩破壞較大團聚體中小微粒之間的庫侖力或范德瓦爾斯力，使小顆粒分散到基質中。這種方法進行聚合物納米粒子雜化材料的合成在實驗室中較常用23

23、，它在攪拌狀態(tài)下把納米粒子加入到混合液中，然后通過超聲波傳遞能量并使能量作用于較大的納米微粒團聚體，來平衡納米微粒之間的范德華力以及其他表面作用力從而破壞納米粒子的團聚。超聲波用于微細顆粒懸浮體的分散效果雖然較好，但耗能大，實際應用目前還存在許多問題，尚處于實驗室研究階段。從超聲波的作用機理上分析，其對水性混合物的分散效果較好，對高勃度的聚合物混合物效果不是很明顯，隨著科學技術的不斷發(fā)展，超聲波法將會實現工業(yè)化。第3章 聚合物納米粒子雜化材料的結構表征由于雜化材料具有比單一材料更多的可變結構參數，通過調節(jié)這些參數可以在很寬的范圍內改變雜化材料的物性，但也是導致納米雜化材料的結構研究比單一材料的

24、更加復雜。聚合物納米粒子雜化材料受納米粒子的組成與含量，納米粒子的聚集形態(tài)，聚合物包覆層的厚度，粒子與基體間的界面結構等結構參數的控制,下面簡單介紹幾種常用的結構表征手段。3.1 電子顯微鏡電子顯微鏡包括掃描(SEM)電鏡和透射(TEM)電鏡兩種，主要用于觀察納米粒子的形貌，在雜化材料中的分布情況，測量評估納米粒子的粒徑和粒子的分布，是表征納米材料最直觀，可靠的方法之一。3.2 紅外光譜紅外光譜是研究表征分子結構的一種有效手段，可以用來研究分子的化學鍵情況。用于雜化材料表征時，在雜化前，聚合物和納米粒子各自都表現出本身所特有的特征吸收峰，在雜化之后，可以看到聚合物與納米粒子本身的特征吸收峰，但

25、是聚合物的一些伸縮振動吸收峰會發(fā)生變化，說明納米粒子與聚合物成功地發(fā)生了雜化，形成了一定的化學鍵。3.3 X射線光電子能譜X射線光電子能譜(XPS)由于其對材料表面化學特性的高度識別能力,成為材料表面分析的一種重要技術手段，主要用來測量元素的化合價。3.4 X射線衍射X射線衍射傳統(tǒng)地應用于測定晶體結構，目前也廣泛用于納米雜化材料晶型的測定與表征。3.5 力學性能材料的力學性能包括沖擊強度、拉伸強度、彎曲模量、斷裂伸長等，是結構型材料的主要考察指標。在聚合物納米粒子雜化材料中，由于納米尺寸的分散相具有較大的比表面積和較高的表面能，且具有剛性，因此，填加納米粒子增強材料的聚合物納米雜化材料通常都具

26、有比同組分的常規(guī)復合材料或者單組分聚合物材料的力學性能好。3.6 光學性能與應用3.6.1 吸光特性納米粒子對一定波長的光具有良好的吸收性能，其吸光能力大大超過體相材料和大尺寸顆粒。由于聚合物納米粒子雜化材料中納米粒子能夠保持本身的一些特性，利用這種特性制備的納米雜化材料具有很強的吸光性能，可在許多方面加以應用。例如，在塑料制品表面涂上一層含有能吸收紫外線的聚合物納米粒子雜化膠，這層透明涂層可以防止塑料老化。納米氧化鋁、氧化鐵、氧化硅等納米粒子具有很強的吸收中紅外頻段光線的特性，加入纖維做成織物后可以對人體釋放的紅外線起到屏蔽作用，可以增強保溫作用。導電性和磁性納米粒子對不同波段的電磁波有強烈

27、的吸收作用，因此與聚合物材料雜化后可以做成具有電磁波吸收性能的涂料、覆膜或結構材料，用于軍事隱身防護材料制備。Dope等35采用熔融共混法制備出PMMA摻雜體積為70%的PMIvIA/SiO2聚合物納米雜化材料，厚度為1.0mm的該材料，其吸光率達99%。3.6.2 吸波性能納米粒子由于其尺寸遠小于紅外線、雷達波的波長，對紅外線、雷達波等不同波段的電磁波有強烈的吸收作用，這種特性在電磁波隱形和聲隱形方面有重要的應用，可以制造出各種隱形材料。3.6.3 光致色變特性利用半導體聚合物和納米粒子雜化材料的光誘導電化學反應，可以制備光之變色材料，彩色顯示材料等。3.7 敏感性能由于納米粒子表面積大，表

28、面活性能高，對周圍環(huán)境極其敏感，可廣泛用作敏感材料。環(huán)境（溫度，氣氛 ，光，濕度）的變化會引起納米粒子電學，光學等行為的變化，而且納米粒子在基體中的聚集結構也會發(fā)生變化，引起粒子協(xié)同性能的變化。因此可望利用納米粒子制成敏感度高的小型化，低能耗，多功能傳感器。如氣體傳感器，紅外線傳感器，壓電傳感器，溫度傳感器和光傳感器。3.8 催化性能催化劑的催化活性與催化劑的比表面積成正比，而納米粒子的高表面能又可以增強催化能力，因此具有大比表面積和高表面能的納米雜化材料是非常理想的催化劑形式。納米粒子與聚合物雜化之后，既可以保持納米催化劑的高催化活性，又可以通過聚合物的分散作用提高納米催化劑的穩(wěn)定性。這種催

29、化劑最顯著的是光催化活性很高。相對于普通的催化劑只能吸收紫外光起到光催化作用，聚合物納米粒子雜化催化劑卻能在較微弱的可見光源下具有較高的光催化活性。如氧化鋅納米粒子與聚氯乙烯雜化催化劑在200800nm范圍內有強吸收39，具有較強的催化活性。這可能是由于聚氯乙烯煅燒得到共軛聚合物上-電子轉移引起的40，聚氯乙烯分解脫氯化氫變?yōu)?共軛結構41，共軛結構的聚合物是有效的電子給體，在自然光的作用下被激發(fā)，電子可以從共軛聚合物轉移到無機半導體氧化鋅納米粒子上，電子在氧化鋅納米粒子上被捕獲，就產生電子空穴的有效分離，增強光催化性能。3.9 電學性能很多導電性納米粒子與聚合物進行雜化可以制備聚合物雜化導電

30、材料，如可以制成導電涂料、導電膠等，在電子工業(yè)上有廣泛應用。納米粒子常用金、銀、銅等金屬納米粒子或者炭黑，某些金屬氧化物納米粒子也有應用。聚合物與納米粒子進行雜化可以大大提高材料的電性能。導電聚合物與納米粒子雜化的材料的電導率處于半導體電導率范圍內，影響導電性能的因素很多，主要包括聚合物分子鏈的摻雜狀態(tài)，氧化劑的種類，聚合物與納米粒子之間的相互作用，納米粒子的含量等。以聚苯胺納米粒子雜化材料為例，由于樟腦磺酸離子對聚苯胺與間甲酚溶劑間的氫鍵作用，增加了共軛高分子鏈共軛缺陷的規(guī)則性，從而提高了聚苯胺的電導率42。3.10 磁性能與應用由于納米粒子的小尺寸效應和久保效應，其磁性能與塊狀材料截然不同

31、，10-25nm的鐵磁納米粒子的矯頑力比相同的宏觀材料大1000倍，而當矯頑力小于10nm時，矯頑力變?yōu)?，表現為超順磁性。納米粒子與聚合物進行雜化之后，能夠保持其特有的磁性，因此聚合物雜化材料的磁性主要來源于磁性納米粒子。這種材料在自旋極化設備等磁性材料方面具有潛在的應用，可以作為藥物載體材料、磁性記錄媒介材料、高頻吸波材料、屏蔽材料等43-45，也可以制成各種磁卡、磁流體，廣泛應用于電聲器件、阻尼器件、旋轉密封等領域。這些材料中納米相的矯頑力隨溫度的降低而增加，這是由于在較低的溫度下自旋熱激發(fā)能較低46。千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印?！敖Y論”以前的所有正文內容都要編寫在此行之前

32、?？?結1 聚合物納米粒子雜化材料同時具有聚合物和納米粒子的優(yōu)點,大大提高了聚合物的各種性能。2 賦予雜化材料一些新的性質,使其在光、電、磁等領域具有獨特的應用前景。3 一方面應更深入研究聚合物納米粒子雜化材料的結構與性能的關系,探究改善各種性能的機理，以便提高雜化材料的可設計性,使聚合物納米雜化材料的性能具有更大的可調性。4 另一方面，雜化材料新功能的開發(fā)以及原料種類、含量以及雜化條件對成品材料性能的影響都是以后研究的重點。參考文獻1 王華林,余錫賓,王長友等,PMTES/SiO2有機無機雜化材料的研究,高分子材料科學與工程J,2003,298(6):398-426.2 王維瑛,ZnO/Polymer納米雜化材料的制備與性能研究D,合肥工業(yè)大學,2010,(8):2-10.3 歐寶麗,王文韞,聚合物/無機納米復合材料的應用及其制備研究J.實驗室研究與探索,2008,27(1):26-28.4 羊海棠,楊瑞成,馮輝霞等,納米二氧化硅粒子增韌聚丙烯的研究J,甘肅工業(yè)大學學報,2003,29(2):34-36.5 孫閣彪,吳剛,徐瑞芬等,納米TiO2的表面處理及聚丙烯/TiO2雜化體系的研究D,2002,16(12):47-51.6 任顯誠,白蘭英,王貴恒.納米級CaCO3粒子增韌增強聚丙烯的研究.中國塑料J,200