聚合物纳米粒子杂化材料的制备与性能研究开题报告 - 图文(3)

波有强烈的吸收作用，这种特性在电磁波隐形和声隐形方面有重要的应用，可以制造出各种隐形材料。

3.2.3光致色变特性

利用半导体聚合物和纳米粒子杂化材料的光诱导电化学反应，可以制备光之变色材料，彩色显示材料等。如Colvin等人[36]利用PPV/CdSe纳米复合物的电致发光效应制备了发光二极管，发光的颜色取决于Cd/Se粒子的尺寸和所施加的光压。

3.3敏感性能

由于纳米粒子表面积大，表面活性能高，对周围环境极其敏感，可广泛用作敏感材料。环境（温度，气氛 ，光，湿度）的变化会引起纳米粒子电学，光学等行为的变化，而且纳米粒子在基体中的聚集结构也会发生变化，引起粒子协同性能的变化。因此可望利用纳米粒子制成敏感度高的小型化，低能耗，多功能传感器。如气体传感器，红外线传感器，压电传感器，温度传感器和光传感器。Bianconi等[37]以CdS对氧的化学吸附敏感的性质，制备出聚合物纳米粒子杂化材料，在采用电喷涂的方法制成了氧传感器，并且考察了在不同Cd:S比率下传感器对氧的敏感程度，结果发现Cd:S的比率越高，对氧的化学吸附就越敏感.王姗等[38]制备的壳聚糖/CdS纳米杂化膜的荧光发射对水体中吡啶的存在十分敏感，这种杂化薄膜有望发展成为一种重要的水体系吡啶测定传感薄膜材料.

3.4催化性能

催化剂的催化活性与催化剂的比表面积成正比，而纳米粒子的高表面能又可以增强催化能力，因此具有大比表面积和高表面能的纳米杂化材料是非常理想的催化剂形式。纳米粒子与聚合物杂化之后，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提高纳米催化剂的稳定性。这种催化剂最显著的是光催化活性很高。相对于普通的催化剂只能吸收紫外光起到光催化作用，聚合物纳米粒子杂化催化剂却能在较微弱的可见光源下具有较高的光催化活性。如氧化锌纳米粒子与聚氯乙烯杂化催化剂在200—800nm范围内有强吸收

＊[39]

，具有较强的催化活性。这可能是由于聚氯乙烯煅烧得到共轭聚合物上π-π电子转移引

＊

起的[40]，聚氯乙烯分解脱氯化氢变为π-π共轭结构[41]，共轭结构的聚合物是有效的电子給体，在自然光的作用下被激发，电子可以从共轭聚合物转移到无机半导体氧化锌纳米粒子上，电子在氧化锌纳米粒子上被捕获，就产生电子空穴的有效分离，增强光催化性能。

3.5电学性能

很多导电性纳米粒子与聚合物进行杂化可以制备聚合物杂化导电材料，如可以制成导电涂料、导电胶等，在电子工业上有广泛应用。纳米粒子常用金、银、铜等金属纳米粒子或者炭黑，某些金属氧化物纳米粒子也有应用。聚合物与纳米粒子进行杂化可以大大提高材料的电性能。导电聚合物与纳米粒子杂化的材料的电导率处于半导体电导率范围内，影响导电性能的因素很多，主要包括聚合物分子链的掺杂状态，氧化剂的种类，聚合物与纳米粒子之间的相互作用，纳米粒子的含量等。以聚苯胺纳米粒子杂化材料为例，由于樟脑磺酸离子对聚苯胺与间甲酚溶剂间的氢键作用，增加了共轭高分子链π共轭缺陷的规则性，从而提高了聚苯胺的电导率[42]。

3.6磁性能与应用

由于纳米粒子的小尺寸效应和久保效应，其磁性能与块状材料截然不同，10-25nm的铁磁纳米粒子的矫顽力比相同的宏观材料大1000倍，而当矫顽力小于10nm时，矫顽力变为0，表现为超顺磁性。纳米粒子与聚合物进行杂化之后，能够保持其特有的磁性，因此聚合物杂化材料的磁性主要来源于磁性纳米粒子。这种材料在自旋极化设备等磁性材料方面具有潜在的应用，可以作为药物载体材料、磁性记录媒介材料、高频吸波材料、屏蔽材料等[43-45]，也可以制成各种磁卡、磁流体，广泛应用于电声器件、阻尼器件、旋转密封等领域。这些材料中纳米相的矫顽力随温度的降低而增加，这是由于在较低的温度下自旋热激发能较低[46]。

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Wan等[47]研究表明随着纳米粒子的含量的提高，杂化材料的饱和磁化强度也会相应的增加。

4结论与展望

聚合物纳米粒子杂化材料同时具有聚合物和纳米粒子的优点,大大提高了聚合物的各种性能,还赋予杂化材料一些新的性质,使其在光、电、磁等领域具有独特的应用前景。目前各种聚合物纳米粒子杂化材料的研究已有不少报道，但是，在今后的研究中,一方面应更深入研究聚合物纳米粒子杂化材料的结构与性能的关系,探究改善各种性能的机理，以便提高杂化材料的可设计性,使聚合物纳米杂化材料的性能具有更大的可调性，另一方面，杂化材料新功能的开发以及原料种类、含量以及杂化条件对成品材料性能的影响都是以后研究的重点。

参考文献：

[1] Eastmond G C, Nguyen H C and Piret WGraft polymerization from glass surfaces,Polymer,chem.,rech, 2001,28:598-603.

[2]Asako Narita, Kensuke Naka, Yoshiki ChujoFacile, control of silica shell layer thickness on hydrophilic iron oxide nanoparticles via reverse micelle method,Colliods and Surfaces, Physi,chem, 2009,56: 46-48.

[3]Yi-Hsin Lien,Tzong-Ming Wu, Preparation and characterization ofthermosensitive polymers grafted onto silica-coated iron oxide nanoparticles,J. Colloid Interface Sci, 2008, 326:,517-521. [4]Ling Li, Eugene Shi Guang Choo, Zhaoyang Liu, Jun Ding, Junmin Xue,Double-layer silica core-shell nanospheres with superparamagnetic and fluorescentfunctionalities, Chem Phys L, 2008,461: 114-117.

[5] ]Huan Ma, Lenore L. Dai，Synthesis of polystyrene-silica composite particles viaone-step nanoparticle-stabilized emulsion polymerization, J Coll. Interface Sci,2009,333:807-811.

[6]王华林，余锡宾，王长友等，PMTES/Si02有机无机杂化材料的研究，高分子材料科学与工程[J],2003,298:398-426.

[7]王维瑛，ZnO/Polymer纳米杂化材料的制备与性能研究[D]，合肥工业大学，2010,2-10. [8]欧宝丽，王文韫，聚合物/无机纳米复合材料的应用及其制备研究[J].实验室研究与探索，2008,27(1):26-28.

[9]羊海棠，杨瑞成，冯辉霞等，纳米二氧化硅粒子增韧聚丙烯的研究[J],甘肃工业大学学报，2003.29(2):34-36.

[10]孙阁彪，吴刚，徐瑞芬等,纳米TiO2的表面处理及聚丙烯/TiO2杂化体系的研究[D]，2002,16(12):47-51.

[11]任显诚，白兰英，王贵恒.纳米级CaCO3粒子增韧增强聚丙烯的研究.中国塑料[J]，2000 14(1):22-26.

[12]鲁德平，熊传溪， 材料科学与工程，闻荻江等.以超微细A12O3作种子乙酸乙烯酷的乳液聚合的研究[J],1995,19(2): 49-68.

[13] 53.江国栋，土庭慰，沈晓冬，Sol-Gel法制备纳米SnO2掺杂PMMA透明杂化材料[J]，材料科学与工艺.2005,13(5):544-547. [14]张志强，张保柱，李军平等.有机/无机纳米杂化材料P(MMA-BMA)-TiO2的制备和表征[J]，2006, 29(3):291-293 .

[15]Celebi.S, Erdamar.A.K, Sennaroglu.A, Synthesis and Characterization of Poly (acrylic acid) Stabilized Cadmium Sulfide Quantum Dots[J] , Phys. Chem. B, 2007, 111: 12668-12675.

12

[16] 黄莹莹，叶忍记，吴嘉麟,纳米二氧化硅对涤纶拉伸性能的影响[J].合成纤维2005, 34 (7): 20-23.

[17] 欧玉春，杨锋，漆宗能等,聚合物金属纳米粒子杂化材料的制 …… 此处隐藏：6344字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……