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劳尔旗帜
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[交流]
超支化聚合物用于纳米材料改性 已有3人参与
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为了提高纳米粒子在聚合物中的分散能力, 增加纳米粒子与聚合物的界面接合力, 需要对纳米粒子的表面进行改性, 以降低粒子的表面能, 消除粒子的表面电荷, 提高粒子与有机相的亲和力, 减弱粒子的表面极性等。一般来说, 纳米材料的表面改性可大致分为: 表面覆盖改性、高能量表面改性、外膜改性、局部活性改性、机械化学改性、利用沉淀反应进行改性等。对纳米粒子进行表面改性, 有利于深入认识纳米微粒的基本物理效应, 同时也扩大了纳米粒子的应范围[ 17, 18] 。超支化聚合物在结构和性能上有着线性大分子无法比拟的优点, 如低熔融黏度、相容性、易分散性以及在有机溶剂中的可溶性,应用超支化聚合物改性纳米粒子是一种新的方法, 引人关注。 Hong C Y 等[ 19] 用自缩合原子转移自由基聚合( ATRP) 方法在多壁碳纳米管( MWNTs) 表面接枝超支化聚酯, 结果显示, 这种改性后的多壁碳纳米管具有良好的分散性和溶解性, 能溶于有机溶剂如四氢呋喃、氯仿等。实验认为利用超支化聚合物表面大量的反应性基团实现MWNTs 表面功能化是一种简便易行的方法。Xu Y Y 等[ 20] 用原位开环聚合的方法在多壁碳纳米管( MWNTs) 的管壁和管端接枝超支化聚醚, 结果显示, 多壁碳纳米管被超支化聚合物均匀包裹, 这种改性的碳纳米管能溶于极性溶剂, 如甲醇、乙醇、四氢呋喃、二甲基亚砜等, 由于超支化聚合物末端大量的官能团, 使功能化的碳纳米管具有明显的优异性能, 可用于许多新纳米材料和纳米装置中。 赵辉等[ 21] 在催化剂的存在下, 以纳米SiO2 为反应中心核, 纳米SiO2 表面上的活性羟基与AB2型单体发生一步缩聚反应, 在纳米SiO2 表面接枝超支化聚胺醋。FT- IOR 和TEM 的表征证明纳米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纳米SiO2 表面性质有较大的改变, 在乙醇、氯仿等溶剂中有很好的分散性和稳定性。该方法简单易行。 Muller A H E 等[ 22] 报道了通过自缩合原子转移自由基聚合( ATRP) 的方法在硅面上接枝超支化聚合物杂化膜。扫描探针显微镜( SFM) 研究发现, 超支化杂化膜的表面有大量的纳米尺度的突起, 表面突起的尺寸、密度及膜的厚度依赖于体系的催化体系、支化度, 以及体系中未接枝的高分子的分子量。该方法为无机表面杂化高分子的刷的表面功能化密度的调控提供了新途径。该作者等[ 23]又采用基于 活性/ 可控自由基聚合∀ 的自缩聚烯类聚合, 有效地在引发剂功能化的硅表面上生成超支化聚合物。有趣的是, 在杂化粒子的表面分布有大密度的功能基团, 这些功能基团可以顺次转化为羧基, 从而得到表面羟基化的杂化纳米粒子。Fujiki K 等[ 24] 发展了后接枝方法, 把超支化聚合物杂化到硅片表面用于硅的表面修饰。首先在羟基化硅表面修饰一层端基为氨基的聚氧乙烯( PEO) 链, 再以端氨基为接枝点, 通Michael 加成反应生成超支化聚合物。Park J W 等[ 25] 用开环聚合的方法在硅表面制备了超支化聚乙烯亚胺。进一步研究发现[ 26] , 可以得到具有高密度的反应性氨基的超支化表面, 该有机杂化的表面具有高的热和pH 稳定性。 Bergbreiter D E 等[ 27] 研究了超支化聚合物改性金、硅, 获得了疏水性的含氟超支化聚合物改性的金、硅纳米粒子, 可用于超支化聚合物负载催化剂以及纳米复合材料中。 Shi B 等[ 28]制备了超支化聚苯乙烯接枝C60( C60 - PstHBP) 的LB(Langmuir Blodget t ) 膜, 从纳米尺度上考察了C60- PstHBP 膜的摩擦学特性。表面改性的C30- PstHBP 是三维支化的结构, 有许多功能化的端基, 具有超支化大分子特点, 易于分散。 Hedrick J L 等[ 29] 通过超支化聚( 芳香醚苯喹喔啉) 或聚( 芳香酯) 的反应性官能团和取代的低聚三环氧乙烷二硅反应制备具有高模量、优良抗龟裂性能和纳米级相分离的透明有机无机杂链聚合物。它们在400 # 下仍能保持稳定, 并且引入超支化聚合物后显示出具有比改性的有机硅酸盐更好的韧性。另外, 这种有机无机杂链聚合物的相分离程度由超支化大分子的链端官能团的性质所控制, 如使用反应性基团三乙氧基硅作为端基可以得到纳米尺寸的相分离。 |
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