高分子纳米复合材料.doc

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1、高分子纳米复合材料前言纳米材料及其纳米技术是20世纪末兴起的最重要的科技新领域之一，也是对当今社会产生重大影响的重要实用技术。随着人们对纳米材料与纳米技术领域的深入了解，纳米科学理论的日益成熟，纳米材料的研究领域正在不断扩大，已经从对纳米晶体、纳米非晶体、纳米相颗粒材料的研究扩展到了对各种纳米复合材料、纳米结构材料和其他纳米实用技术研究领域。其中聚合物纳米复合技术与复合材料是当今发展最为迅速，距离实用化最为接近的纳米科学领域。1.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,可

2、分为四大类: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。1.1.1　纳米单元的制备可用于直接共混的纳米单元的制备方法、种类很多,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,总体上又可分为物理方法、化学方法、物理化学方法三种。1.1.2　纳米单元的表面改性纳米单元的表面改性方法根据表面改性剂和单元间有无化学反应可分为表面物理吸附方法和表面化学改性方法两类

3、,可以采用低分子化合物主要为各种偶联剂改性,也可以在用微乳液法制备纳米粒子时,采用聚磷酸盐或硫醇作为捕获剂,通过终止微晶表面而使晶核停止生长,同时避免粒子团聚,也可以通过锚锢聚合在粒子表面形成聚合物改性。锚锢聚合改性法可分为吸附包裹聚合改性和表面接枝聚合改性两类。1.2　在高分子基体中原位生成纳米单元此法是利用聚合物特有的官能团对金属离子的络合吸附及基体对反应物运动的空间位阻,或是基体提供了纳米级的空间限制,从而原位反应生成纳米复合材料,常用于制备金属、硫化物和氧化物等纳米单元复合高分子的功能复合材料。

4、1.3　在纳米单元存在下单体分子原位聚合生成高分子此法主要是指在含有金属、硫化物或氢氧化物胶体粒子的溶液中单体分子原位聚合生成高分子,其关键是保持胶体粒子的稳定性,使之不易发生团聚。1.4　纳米单元和高分子同时生成此法包括插层原位聚合制备聚合物基有机-无机纳米复合材料,蒸发沉积法制备纳米金属-有机聚合物复合膜及溶胶-凝胶法等。成高分子及纳米单元和高分子同时生成2.高分子纳米复合材料的应用由于高分子纳米复合材料既能发挥纳米粒子自身的小尺寸效应、表面效应和量子效应,以及粒子的协同效应,而且兼有高分子材料本身

5、的优点,使得它们在催化、力学、物理功能等方面呈现出常规材料不具备的特性,有广阔的应用前景。①纳米尺寸粉体对一定波长的光有良好的吸收能力，大大超过体相材料和大尺寸颗粒。利用这种性能制备的高分子纳米复合材料有很多用途，例如在塑料制品表面涂上一层含有能吸收紫外线的纳米粒子，这层透明涂层可以防止塑料老化。纳米氧化铝、氧化铁、氧化硅等纳米微粒具有很强的吸收中红外频段光线的特性，加入纤维做成织物后可以对人体释放的红外线起到屏蔽作用，可以增强保暖性。导电性和磁性纳米粒子对不同波段的电磁波有强烈的吸收作用，因此与高分子

6、材料复合后可以做成具有电磁波吸收性能的涂料、覆膜或结构材料，用于军事隐身防护材料的制备。②多相催化剂的催化活性与催化剂的比表面积成正比，而纳米颗粒的高表面能又可以增强其催化活性，因此具有大比表面积和高表面能的纳米材料是非常理想的催化剂形式。纳米催化剂与高分子复合后，既可以保持纳米催化剂的高催化活性，又可以通过聚合物的分散作用，抑制其团聚效应，提高纳米催化剂的稳定性。高分子纳米复合催化剂既可以用于湿化学反应催化和光化学反应催化，也可以利用其催化活性制备化学敏感器。③将纳米技术运用于生物活性支架材料制备，可

7、以大大提升生物工程效率，为构建具有生理功能的新型生物材料提供研究思路和方向。如将纳米化的聚乳酸、纤维素等和羟基磷灰石、三磷酸钙等构成新型的骨组织工程支架材料，可以更好地从分子水平上发挥其生物学效应【1】。结束语纳米概念为高分子材料科学的发展注入了新的活力,涉及到高分子材料科学的各个方面,使其在原有领域里取得了许多新成果,同时开创了新的研究领域,为高分子科学的发展提供了崭新的思路和研究方法。高分子纳米复合材料作为新兴的功能材料,因其特殊的效应和性能而具有广阔的应用前景。今后在制备新型高分子纳米材料、智能高

8、分子纳米材料等方面将是人们研究的热点。随着这方面研究的不断深入,高分子纳米复合材料的研究及应用必将有突破性的进展,必将取得更大的成果。参考文献[1]李波，何华伟，廖晓玲，范红松，张兴栋.生物医学工程学杂志，2011，（5）：1035.李佳，周家华，许茜.中国组织工程研究，2012，47；8847.