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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 材料區(qū) » 微米和納米 » 性能應用 » 超支化聚合物用于納米材料改性
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勞爾旗幟
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[交流]
超支化聚合物用于納米材料改性 已有3人參與
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為了提高納米粒子在聚合物中的分散能力, 增加納米粒子與聚合物的界面接合力, 需要對納米粒子的表面進行改性, 以降低粒子的表面能, 消除粒子的表面電荷, 提高粒子與有機相的親和力, 減弱粒子的表面極性等。一般來說, 納米材料的表面改性可大致分為: 表面覆蓋改性、高能量表面改性、外膜改性、局部活性改性、機械化學改性、利用沉淀反應進行改性等。對納米粒子進行表面改性, 有利于深入認識納米微粒的基本物理效應, 同時也擴大了納米粒子的應范圍[ 17, 18] 。超支化聚合物在結(jié)構(gòu)和性能上有著線性大分子無法比擬的優(yōu)點, 如低熔融黏度、相容性、易分散性以及在有機溶劑中的可溶性,應用超支化聚合物改性納米粒子是一種新的方法, 引人關注。 Hong C Y 等[ 19] 用自縮合原子轉(zhuǎn)移自由基聚合( ATRP) 方法在多壁碳納米管( MWNTs) 表面接枝超支化聚酯, 結(jié)果顯示, 這種改性后的多壁碳納米管具有良好的分散性和溶解性, 能溶于有機溶劑如四氫呋喃、氯仿等。實驗認為利用超支化聚合物表面大量的反應性基團實現(xiàn)MWNTs 表面功能化是一種簡便易行的方法。Xu Y Y 等[ 20] 用原位開環(huán)聚合的方法在多壁碳納米管( MWNTs) 的管壁和管端接枝超支化聚醚, 結(jié)果顯示, 多壁碳納米管被超支化聚合物均勻包裹, 這種改性的碳納米管能溶于極性溶劑, 如甲醇、乙醇、四氫呋喃、二甲基亞砜等, 由于超支化聚合物末端大量的官能團, 使功能化的碳納米管具有明顯的優(yōu)異性能, 可用于許多新納米材料和納米裝置中。 趙輝等[ 21] 在催化劑的存在下, 以納米SiO2 為反應中心核, 納米SiO2 表面上的活性羥基與AB2型單體發(fā)生一步縮聚反應, 在納米SiO2 表面接枝超支化聚胺醋。FT- IOR 和TEM 的表征證明納米SiO2 表面接枝上了超支化聚合物。研究表明, 得到的超支化聚合物接枝改性的納米SiO2 表面性質(zhì)有較大的改變, 在乙醇、氯仿等溶劑中有很好的分散性和穩(wěn)定性。該方法簡單易行。 Muller A H E 等[ 22] 報道了通過自縮合原子轉(zhuǎn)移自由基聚合( ATRP) 的方法在硅面上接枝超支化聚合物雜化膜。掃描探針顯微鏡( SFM) 研究發(fā)現(xiàn), 超支化雜化膜的表面有大量的納米尺度的突起, 表面突起的尺寸、密度及膜的厚度依賴于體系的催化體系、支化度, 以及體系中未接枝的高分子的分子量。該方法為無機表面雜化高分子的刷的表面功能化密度的調(diào)控提供了新途徑。該作者等[ 23]又采用基于 活性/ 可控自由基聚合∀ 的自縮聚烯類聚合, 有效地在引發(fā)劑功能化的硅表面上生成超支化聚合物。有趣的是, 在雜化粒子的表面分布有大密度的功能基團, 這些功能基團可以順次轉(zhuǎn)化為羧基, 從而得到表面羥基化的雜化納米粒子。Fujiki K 等[ 24] 發(fā)展了后接枝方法, 把超支化聚合物雜化到硅片表面用于硅的表面修飾。首先在羥基化硅表面修飾一層端基為氨基的聚氧乙烯( PEO) 鏈, 再以端氨基為接枝點, 通Michael 加成反應生成超支化聚合物。Park J W 等[ 25] 用開環(huán)聚合的方法在硅表面制備了超支化聚乙烯亞胺。進一步研究發(fā)現(xiàn)[ 26] , 可以得到具有高密度的反應性氨基的超支化表面, 該有機雜化的表面具有高的熱和pH 穩(wěn)定性。 Bergbreiter D E 等[ 27] 研究了超支化聚合物改性金、硅, 獲得了疏水性的含氟超支化聚合物改性的金、硅納米粒子, 可用于超支化聚合物負載催化劑以及納米復合材料中。 Shi B 等[ 28]制備了超支化聚苯乙烯接枝C60( C60 - PstHBP) 的LB(Langmuir Blodget t ) 膜, 從納米尺度上考察了C60- PstHBP 膜的摩擦學特性。表面改性的C30- PstHBP 是三維支化的結(jié)構(gòu), 有許多功能化的端基, 具有超支化大分子特點, 易于分散。 Hedrick J L 等[ 29] 通過超支化聚( 芳香醚苯喹喔啉) 或聚( 芳香酯) 的反應性官能團和取代的低聚三環(huán)氧乙烷二硅反應制備具有高模量、優(yōu)良抗龜裂性能和納米級相分離的透明有機無機雜鏈聚合物。它們在400 # 下仍能保持穩(wěn)定, 并且引入超支化聚合物后顯示出具有比改性的有機硅酸鹽更好的韌性。另外, 這種有機無機雜鏈聚合物的相分離程度由超支化大分子的鏈端官能團的性質(zhì)所控制, 如使用反應性基團三乙氧基硅作為端基可以得到納米尺寸的相分離。 |
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