聚合物_介孔分子筛复合材料特殊界面结构的形成.pdf

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1、中国化工学会（IESC）2006年年会159聚合物/介孔分子筛复合材料特殊界面结构的形成吴彤，刘拥华，孙培育，吴刚（东丽纤维研究所（中国）有限公司上海高分子材料研究所上海200241）关键词：聚苯乙烯介孔分子筛受限聚合物界面结构介孔分子筛(mesoporousmolecularsieves,简称MMS)具有独特的长程有序孔结构、狭窄的孔径分[1]布、高比表面积、高孔隙率和较高的热稳定性等优异特性，从其诞生之日起就倍受高分子学术界的关注。利用介孔分子筛规整的孔结构和孔道的可修饰性特点，不仅可以作为烯烃和其它气态单体聚合的纳[2]米反应器，得到纳米纤维或

2、纳米聚合物导线，而且可以作为无机粒子与诸多聚合物杂化复合制备结构材料。实际上，利用介孔分子筛的结构特点，将有机单体引入其孔道内在原位聚合过程中由受限聚合物形成的“孔内”－“孔外”界面结构，不但有利于改善介孔分子筛与聚合物的相容性和分散能力，而且可能同时提高其力学性能与耐热性，这些特点使介孔分子筛具有作为结构材料使用的潜在可能性。(a)(b)(c)Fig.1.SEMmicrographofthefractureofPS/MMScomposite(a)(b):thefracturesurfaceofPS/MMScomposite(c):thefractu

3、resurfaceofPS/MMSafterMMSparticlewascorroded图1(a)(b)为PS/MMS复合材料断面的微观结构照片。从中可以看出，在聚合物本体与介孔分子筛的界面处形成了一种类似热带水果“红毛丹”的特殊结构，这种结构的形成过程是首先苯乙烯单体和引发剂引入到纳米孔道内，随之聚合反应发生，聚合物分子链沿着孔道增长并迅速充满孔道，然后聚合物链呈纤维状沿孔道向外生长，并与孔道外的聚苯乙烯链段相互缠结，最终，一种有着与热带水果“红毛丹”类似外观的特殊界面结构杂化粒子得以形成。从孔内延伸出的纤维状聚苯乙烯分子链与介孔粒子外部的同种聚合

4、物树脂相互缠结，从而在介孔分子筛表面形成一层特殊的界面结构，由此可能极大地改善无机粒子和聚合物之间的相容性。为了能够了解分布在介孔内外聚合物链段的形貌，使用氢氟酸刻蚀复合材料断面，以除去无机MMS粒子部分表面。图1(c)即为PS/MMS经氢氟酸刻蚀后的微观结构照片。从中可以清楚地看到，在经部中国化工学会（IESC）2006年年会160分刻蚀后的分子筛处有很多指向其内部的纤维状物质存在。由此我们认为，这些刻蚀残余物存在于介孔分子筛和PS基体之间的特殊界面，由于介孔分子筛表面被部分刻蚀而显现出来。这表明有大量的纤维状聚合物链段从MMS的孔道中伸出，通过与

5、介孔外部的同种聚合物链段缠结而形成了这种特殊的界面结构。参考文献[1]Kresge,C.T.;Leonowicz,M.E.;Roth,W.J.;Vartuli,J.C.;Beck,J.S.Nature1992,359,710.[2]KeisukeKageyama,Jun-ichiTamazawa,TakuzoAida.Science,1999,285,2113.聚合物/介孔分子筛复合材料特殊界面结构的形成作者：吴彤，刘拥华，孙培育，吴刚作者单位：东丽纤维研究所(中国)有限公司上海高分子材料研究所,上海,200241本文链接：http://d.g.wa

6、nfangdata.com.cn/Conference_6201533.aspx