？核壳式纳米Al_2O_3_PS复合粒子的表征及增韧选区激光烧结聚苯乙烯的研究
高分子苯乙烯聚合综述苯乙烯聚合综述
苯乙烯聚合综述学院专业姓名学号日期]苯乙烯聚合综述【摘要】本文对苯乙烯聚合工艺进行概述，介绍苯乙烯不同聚合方法的制备工艺，重点总结了国内外最具代表性的工艺流程、设备及其特点，并指出了国内外苯乙烯聚合的研究和发展趋势。
【关键词】苯乙烯，工艺流程，发展趋势【Abstract】The article summarizes polymerization process of styrene at home and abroad . It introduces the preparations of different styrene polymerization processes, especially focuses on the most representative processes at home and abroad, together with its equipment and characteristics, and points out the research and development trends of the polymerization of styrene.【Keywords】styrene, polymerization process, development trends.1前言苯乙烯单体（Styrene Monomer，简称SM）是石油化工的基本原料，主要用来生产各种合成树脂和弹性体。
聚苯乙烯（PS）是苯乙烯最大的下游衍生物，分为通用级聚苯乙烯（GPPS）、高抗冲级聚苯乙烯（HIPS）、可发性聚苯乙烯（EPS）。
其他的下游衍生物包括丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯（ABS）树脂、苯乙烯- 丙烯腈（SAN）树脂，不饱和聚酯树脂（UPR），丁二烯- 苯乙烯橡胶（SBR）以及丁二烯苯乙烯乳液（SBL）等。
这些产品广泛用于汽车制造、家用电器、玩具制造、纺织、造纸、制鞋等工业部门。
核壳结构磁性复合纳米粒的制备及研究进展
的优点 ：１生物相容性好 ， （） 具有生物惰性 ， 包裹后大大降低粒子 的等 电点 ， 极大地改善粒子 的分散性 ， 且在人体 中稳定性高 ；２ （） 易功 能化 ， 存在丰富 的羟基官能 团， 可以很容易地与醇类及硅烷 偶联剂反应 ， 便于进一步与 目标生物 分子结合 ；３ 介孔二 氧化 （）
ｐ ｓｔ ａ ｔｃｅ ａ ｅ ａｔ ａ ｔ ｄ ｍｕ ｈ ａ ｔ ｎ ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ ｒ ｐ ｄ ｙ ｄ ｅ ｔ ｈ ｉ ｅ ｃ ｌ ｎ ｕ ｔ ｕ ｃ ｉ ｎ ａ ｄ ｇ ｅ ｔ ｏ ｅ — ｏ ｉ ｐ ｒｉ ｌｓｈ ｖ ｔ ｒ ｃ ｅ ｃ ｔｅ ｔ ｎ ｅ ｅｏ ｅ ａ ｉ ｌ ｕ Ｏ ｔ ｅｒ ｘ ｅ ｌ ｔ ｅ ｏ ｅ ｍ ｌｉ ｎ ｔｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｎ ｆ ｐ ｔ ｌａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ． ｎ ｔ ｉ ｅ ｉｗ， ｈ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｏ ｏ － ｅ ， ｃ ｏ ｍｕ ｓｏ ｓ ｌ－ ｓ ｅ ｌ ｎ ｅ ｄ ｍｅ ｉ ｔ ｄ ｇ ｏ ｈ ｍｅ ｈ ｉ ｐ ｌ ｔ ｓ Ｉ ｈ ｓｒ ｖ ｅ ｔ ｅａ ｐ ｉ ｔｏ ｆｓ ｌ ｌ ｍｉｒ ｅ ｌｉｎ， ｅ ｆａ ｓ ｍｂ ｙ ａ ｄ ｓ ｅ － ｄ ａ ｅ ｒ ｗｔ ｔ — ａ ｃ ｏ ｃ ｇ ｏ ｓａ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｉ ｅ ａ ｌ ｄ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ｎ ｄ ｔ ｉ ．Ｔｈ ｒ ｂ ｅ ｎ ｈ ｅ ｅｏ ｉ ｇ ｔ ｎ ｅ ｃ ｆｔ ｅ ｍａ ｎ ｔｃ ｎ ｎ ｃ ｍ ｐ ｓ ｔ ｓａ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ． ｅ ｐ ｏ ｌｍｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｅ ｄ ｎ ｙ ｏ ｈ ｇ ｅ ｉ ａ ｏ ｏ ｏ ｉ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ｅ
向药物追踪等领域展示 了巨大潜力 。
能化材料 。这些复合结构不仅保持 了纳米磁性粒子特殊 的磁性 能， 还增强 了磁性粒子 的生物 相容性 、 热学 、 机械和化 学稳 定性 ，
激光选区烧结技术的研究现状及应用进展
激光选区烧结技术的研究现状及应用进展文世峰;季羡泰【摘要】激光选区烧结作为3D打印技术的一种,具有操作简单、成形材料广泛、成形精度高等优点,被广泛应用于航空航天、生物医疗等领域的快速成形与制造.本研究简要介绍激光选区烧结技术的原理与特点,分析近年来在设备、材料与应用等方面的发展现状及发展趋势.【期刊名称】《苏州市职业大学学报》【年(卷),期】2018(029)001【总页数】7页(P26-31,71)【关键词】增材制造;3D打印;激光选区烧结;高分子材料【作者】文世峰;季羡泰【作者单位】华中科技大学材料科学与工程学院,湖北武汉 430074;华中科技大学材料科学与工程学院,湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TP29增材制造(additive manufacturing，AM)技术又称3D打印，是一种集成了材料、数控加工、计算机等多种技术的先进制造工艺，是基于“离散—累积”的方式逐层成形零件。
与传统加工方式相比，3D打印不需要工装夹具，可加工任意复杂形状的零件，零件的设计不再受加工方法和装夹的限制[1-2]。
因此，3D打印被广泛应用于汽车、航空、航天、生物医疗、能源动力等领域。
激光选区烧结(selective laser sintering，SLS)，又称选择性激光烧结、粉末材料选择性激光烧结，作为3D打印技术的一种，与其他3D打印技术相比，具有工艺简单、用材广泛、制造成本低等特点[3]。
本文将重点介绍激光选区烧结技术的研究现状，包括设备、材料和应用等方面，最后对其研究趋势进行展望。
1 激光选区烧结技术原理及特点激光选区烧结技术(SLS)起源于20世纪80年代，由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Deckard首次提出。
其工作原理如图1所示。
首先通过专用软件对零件的三维CAD模型进行分层切片处理，生成STL文件，文件中保存着各层截面的轮廓信息。
然后采用铺粉装置将粉末材料平铺在工作台上，再利用激光束的热作用，根据轮廓数据对目标区域内的粉末进行烧结，使其层层粘接堆积。
纳米Al_2O_3改性聚丙烯的非等温结晶动力学
１ ３ 测试表 征 ．
Ｐ Ｐ及 其复 合 材 料 的非 等 温 结 晶行 为 采 用 美
国Ｔ Ａ公 司的 Ｄ Ｃ Ｑ ｏ Ｓ ２ ｏ型示差 扫描 量热 仪测 试 。
作者简介 ： 周红军 （ ９ ５ ） 男 ， １７ 一 ， 博士 ， 副教授 。主要从 事 高分子纳米 复合 材 料结 构 与性 能 的研 究。ｈｎｊｎｈｕ＠ ｏｇｕｚｏ
Ｐ Ｐ的相类 似 。
聚合 物填 充 中也 有 广 泛研 究 ， 多用 其 来 改善 材 料
的摩 擦性 能 和热性 能 ＿－１纳米 Ａ ： 改 性 Ｐ ５６， １ Ｏ Ｐ的
力 学性 能 和热 性 能 也 有研 究
。但 纳 米 Ａ 。 １Ｏ
对Ｐ Ｐ结 晶性晶直 而
粒， ５ 共 组试样 ， 其纳米 Ａ １ 的质量分数分别为 Ｏ
０， ％ ， １ ２％ ， ３％ ， ５％ 。
Ａ 对 Ｐ １ ０ Ｐ有 成核 作用 ， 能促 进 Ｐ Ｐ的结 晶 ， 但 并 没有 随纳 米粒 子 含 量 的增 大 而 升 高 ， 际 上 当 实
收 稿 日期 ： ０ ０ Ｏ —８ ２ １一 １１ ；修 改 稿 收 到 日期 ：０ ０ ０ ． 。 ２ １ ， ９１ ０
起 来 的聚合 物改 性 的一 种 有 效 方 法 ， 到 国 内外 受
学 术 与工 程 界 的 重 视 。聚 丙 烯 （ Ｐ 作 为一 种 综 Ｐ）
降 至室 温 ， 录结 晶曲线 。 记
２ 结 果与讨 论
２ １ 降温速 率 （ ） 结 晶的 影响 ． 对
合 性 能优 异 的通 用 塑料 ， 电子 、 车 、 品包装 在 汽 食
将Ｐ Ｐ与纳 米 Ａ： ， 匀 ， １Ｏ 混 用南 京金 吉机 械设 备 有 限公 司 制 造 的 Ｓ Ｊ０双 螺 杆 挤 出 机 挤 出造 Ｈ２
《材料工程》2007年目录索引
（ —２ ） ２ ３
单 壁碳 纳 米 管 在 基 底 表 面 的 离 散 生 长 … … … …… … … （— ３ ３ ） 三 氧 化 二 铝 含 量 对 铁 ／ 化 铝 复合 材 料 复 介 电 常 数 的影 响 氧
长 期 时 效 对 Ｄ ９ １合 金 ７相 的 影 响 … … … … … … … （２ ８ Ｚ５ １— ） 第 二 代 单 晶 高 温 合 金 Ｄ ６的 横 向拉 伸 性 能 … … … … （ ２ ２ Ｄ １ —１ ）
▲ 测试 与 表 征 ▲
热 处 理 温度 对 中 间 相 沥 青 基 碳 ／ 复 合 材 料 力 学 性 能 的 碳
… … … … … … … … … … … … … … … … … … … 锌 纳 米 棒 微 球 的水 热 制 备 及 其 气 敏 性 质 研 究 … … （ —３ ２ ） 材 料 的 一 种 新 型 单 向应 力 应 变 本构 模 型 … … … … … … （ — ７ ２ ） 烧 蚀 条 件 下 ｓＯ ／ ｉ 合 材 料 中 防潮 剂 的 演 变 行 为 ｉ ＳＯ 复 研 究 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … （ — １） ２ １ 烧 结 Ｎ Ｆ Ｂ永 磁 体 在 ＨＮＯ ＋ ＨＦ混 合 溶 液 中 的 腐 蚀 ｄｅ 。 行 为 … … … … … … … … … … … … …… … … … … … （ —１ ） ２ ５ 含 纳米 Ｃ Ｃ 。 Ｃ 混 合 物 添 加 剂 润 滑 油 的 研 究 … … … （ — １） ａＯ ，ｕ ２ ９ 三维 正 交机 织 复 合 材 料 的 拉 伸 力 学 性 能 及 介 电性 能研 究
核壳结构磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子的制备与表征
Ｓ ｎ ｈ ｓｓａ ｄ Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉａ ｉ ｎ ｏ ａ ｎ ｔ ｇ ＡＩＭ ｉ ｅ ｉ ｅ ｕ ｍ ｉｒ ｙ ｔ ｅｉ ｎ ａ ａ ｔｒｚ ｔｏ ｆＭ ｇ ｅ ｉ Ｍ － ｘ ｄ Ｏｘｄ ｓＳ ｂ ｃ ｏ ｃ Ｐａ ｔ ｌｓｗｉｈ Ｃｏ ｅＳ ｅｌ ｔｕ ｔ ｒ ｒｉ ｅ ｔ ｒ ． ｈ ｌ Ｓ ｒ ｃｕ ｅ ｃ
为 ２ ．ｅ ｕｇ 。 ０１ ｍ ・～
关 键 词 ：磁 性 复合 氧化 物 ；核 壳 结 构 ； 微 米 粒 子 ； ｅ ４ 水 滑 石 亚 Ｆ３ ； Ｏ
中图分类号 ： ６ ３３ ０４． ６
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：１０ —８ １ ０ ０ ．３ １ ７ ０ １４ ６ （ １）７１４ ２ １ ０
ｓ ｂ ｃｏ ｐ ｒｉｌｓｐ ｓｅ ｓｗｅｌｄ ｆ ｅ ｏｅ ｓ ｅｌｓｒ ｃｕ ｅ ｗｉ － ｘ ｄ ｏ ｉｅ ｓｔｅ ｓ ｅｌａ ｄ Ｆ ３ ｓ ｕ ｍｉｒ ａｔ ｅ ｏ ｓ ｓ ｌ ｅ ｎ ｄ ｃ ｒ—ｈ ｌ ｔ ｔ ｒ ｔ ＭｇＡ１ｍｉｅ ｘｄ ｓａ ｈ ｈ ｌ ｎ ｅ０ｄａ ｃ ｉ ｕ ｈ
ｗ ｒ ｕ ｊｃｅ ｏ ５ ０ ℃ ｆｒ２ ｈ ｔ ｙｅ ｈ ａ ｎ ｔ — １ ｘｄ ｏ ｉｅ ｕ ｍｉ ｏｐ ｒｃｅ． ｈ ａｎ ｔ ｅｅｓｂｅｔｄ ｔ ０ ｏ ｏ ｉ ｄ ｔｅ ｍ ｇ ｅｉ ＭｇＡ ｅ ｘｄ ｓｓ ｂ ｃ ａｔ ｌｓ Ｔ ｅ ｍ ｇ ｅ ｃ ｌ ｃ ｍｉ ｒ ｉ ｉ
盘登科 １ 张 慧 ０
４ ０ ７） ００ ４
（重庆 交通 大 学理 学 院应 用化 学 系， 重庆
ｆ北 京北京 １０２ １ ００ ９
摘 要 ： 先 采 用 溶 剂 热 法 制 备粒 径 均 匀 分 散 性 良好 的 Ｆ ３ 微 米 粒 子 ， 对 其 包 覆 上 一 层 碳 膜 进 行 表 面 修 饰 后 ． 用 共 沉 淀 首 ｅ 亚 ０ 在 采 法 将 硝 酸 根 插 层 Ｌ Ｈｓ 覆 到 磁性 粒 子 的表 面 ． 后 ５ ０℃焙 烧 ２ｈ得 到磁 性 镁 铝 复 合 氧 化 物 亚 微 米 粒 子 这 种 磁 性 镁 铝 复合 Ｄ 包 然 ０ 氧 化 物 亚 微米 粒 子 具 有 以镁 铝 复 合 氧 化 物 为 壳 层 ，ｅ 核 的 核 壳 结 构 ， 中壳 层 厚 度 为 ２ ｍ 左 右 ． 其 进 行 二 次 包 覆 后 壳 Ｆ３ 为 ０ 其 ０ｎ 对
PS@Au核壳结构纳米催化剂的制备及性能研究
Ｐ ＠ Ａｕ核 壳 结 构 纳 米 催 化 剂 的制 备 及 性 能 研 究 Ｓ
Ｐ ＠ Ａｕ核 壳 结 构 纳 米 催 化 剂 的 Ｓ 制 备 及 性 能 研 究
Ｐｒ ｐ ｒ ｔｏ ｆＰ ｅ ａ ａ ｉｎ ｏ Ｓ＠ Ａｕ Ｎａ ｏ ｃ ｔｌ ｓ ｎ —ａ ａｙ ｔ
ａ ｄ Ｉ ｓＣａ ａ ｙ ｉ ｒｏ ｍ ａ ｅ ｎ ｔ ｔ ｌ ｔｃ Ｐｅ ｆ ｒ ｎｃ
新 型功能 材料 ， 其通 常 以 Ａｕ Ａ ， ｔＰ ， ｇ Ｐ ， ｄ等 贵金 属作 为 壳 层或核层 ， 通过 核壳 尺 寸设 计 和化 学 成 分调 制 ， 可赋 予 其新奇 的物理和化 学性质 。作 为催 化剂 ， 核壳 型贵金
金核铂壳纳米棒光学特性的研究
金核铂壳纳米棒光学特性的研究王岳平;刘建波【摘要】Au@Pt nanodots core nanostructures,prepared by the Au nanorods-mediated growth,shows high surface -en-hanced Raman scattering( SERS)activity. Boosted by the long-range effect of the enhanced electromagnetic( EM)field gen-erated by the Au core,the electromagnetic enhancement can be adjusted by changing the morphy of the nanoparticls. Simula-tions of the electromagnetic enhancement using the finite difference time domain( FDTD)method and taking into account the real************************************************************* structure can be used for simple,low cost and widely useful SERS substrates.%本研究工作利用金纳米棒作为核壳纳米结构的内核，金纳米棒因其独特的光学性质在受到光激发时会在其表面产生表面等离激元共振，产生强电磁场，同时利用在金核外侧构建疏松的纳米级铂岛状结构，在金棒外侧建立起粗糙表面，增加金棒表面的电磁场耦合，从而增强过渡金属的SERS效应，并应用FDTD数值模拟的方法讨论铂壳层形状变化对其局域表面等离激元特性的影响。
【期刊名称】《枣庄学院学报》【年(卷),期】2016(033)002【总页数】7页(P25-31)【关键词】金;铂;核壳结构;纳米棒;三维有限时域差分法【作者】王岳平;刘建波【作者单位】枣庄学院光电工程学院，山东枣庄277160;枣庄学院光电工程学院，山东枣庄 277160【正文语种】中文【中图分类】O431.1随着理论研究的深入和现代微加工技术的进步,对支持表面等离激元的金属微纳结构体系的研究已形成了一门新兴学科，即表面等离激元光子学.产生表面等离激元的原因，是由于在电磁场的驱动下，自由电子(费米能级附近导带上)在金属表层发生共振，产生所谓的局域表面等离激元，在共振状态下，电磁场自身的能量才能被有效地转化为金属表层自由电子的共振能.表面等离激元有很多奇怪的光学特性，这些光学特性包括局域电场增强、对光的选择性吸收和选择性散射、电磁波的亚波长束缚等.因为这些光学特性，使得表面等离激元在表面等离激元激光、表面等离激元光开关、表面等离激元传感器、表面拉曼增强光谱以及光逻辑运算等方面有着非常广泛的应用[1].金属颗粒的结构、组和形状决定着等离激元的共振频率以及电场的分布，使得在纳米尺度上对电场进行修饰[2].表面等离激元共振会使金属颗粒表面周围的局部电磁场大大的增强，此性质应用较多的是表面增强拉曼散射 [3].但目前表面增强拉曼散射的应用还存在以下问题：首先，只有金、银、铜等少数金属才具有巨大的表面增强拉曼散射增强效应，而铂、钯等过渡金属表面的表面增强拉曼散射效应却很弱；其次，虽然表面增强拉曼散射具有极高的表面检测灵敏度，并且在离开金属表面几纳米距离内都有增强作用，但这类增强作用随距离的增加呈指数性衰减.与单一金属纳米颗粒相比，核壳结构纳米颗粒具有很多优势，比如通过壳层厚度的控制或者二者构成的比例，金属壳层表面等离激元将会发生耦合杂化，使得金属纳米核壳结构的表面等离基于共振模式丰富可以很好的调谐其等离激元共振，以便提高表面增强拉曼散射增强效应[4]；再如，采用“借力”的方式进行壳层表面吸附分子的表面增强拉曼散射光谱研究，比较常见的方式为在金、银纳米颗粒外侧沉积过渡金属，利用内核强的电磁场效应，增强了过渡金属表面吸附分子的表面增强拉曼散射活性[5].可以看出，构建核壳结构纳米颗粒，对于等离激元耦合效应的研究成为理论和实验上研究的热点.近年来，金纳米棒因其独特的各向异性形貌依赖的光学性质已成为广泛研究的热点纳米材料之一.当外来电磁辐射与金纳米棒相互作用时，金纳米棒表面就会产生局域电磁场增强现象，这一特性使得金纳米棒表现出格外引人注目的特性如：表面等离激元共振吸收、表面增强拉曼散射、表面增强荧光、光热转换等.这些优势迅速使金纳米棒在光学传感、生物检测、生物成像、疾病诊断以及癌症治疗等领域得到广泛应用.由于金纳米棒独特的光学性质、完善的制备方法和确定的单晶结构，很多研究学者也将兴趣放到了以金纳米棒为模板的制备贵金属核壳结构的研究领域上，现已制备出在金纳米棒表面沉积其他金属如银、钯铂、金等形成多组分形成的核壳纳米棒.与金纳米颗粒相比，金纳米棒制备方法简单，结构明确，具有更大的SPR强度，可以通过简单的调整金纳米棒的长径比，在较宽的波长范围内调整其SPR的峰位置，因此作为内核具有更多优势.借助于金纳米颗粒独特的光学性质，金核铂壳结构能显著增强铂的光学响应，如表面等离激元共振吸收、介电敏感性的增强、以及表面增强拉曼散射等[6].在纳米结构局域场增强研究中，我们经常用的计算方法分别在两种情况下对问题进行分析，在频域中，计算方法有离散偶极近似方法、T矩阵方法、有限元方法和边界元法；在时域中，计算方法主要是时域有限差分方法.我们现在经常用的是时域有限差分方法，现在市场上已经有很成熟的商用软件来实现基于有限时域差分方法的电磁学模拟[7].1.1 实验原料与仪器：本实验中所使用的氯金酸(HAuCl4·3H2O)，氯化亚铂酸钾 (K2PtCl4)，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，硝酸银(AgNO3)，硼氢化钠(NaBH4)，抗坏血酸(Ascorbic Acid，简称AA)，均购于美国Alfa试剂公司.实验中使用的为去离子水(18MΩ.cm).所使用的仪器设备有：透射电子显微镜(TEM,Tecnai F20，加速电压200 kV)，紫外-可见—近红外吸收光谱仪(Perkin-Elmer Lamdba 950，Varian Cary50).1.2 实验方法1.2.1 Au纳米棒的合成采用种子生长的方法合成Au纳米棒.首先，用硼氢化钠还原氯金酸的方法制备金晶种溶液：在圆底烧瓶中加入7.5 mL 0.1 M 的CTAB，250 μL 10 mM 的HAuCl4，加水至总体积为9.4 mL，搅拌均匀之后迅速加入0.6 mL 0.01M 冰水浴的NaBH4 (先在冰水浴中恒温15 min)，继续磁力搅拌3 min，溶液颜色由浅黄色变为黄褐色，标志着5～10 nm大小的金晶种生成.晶种放置两小时待NaBH4反应完全后可以使用.然后，配置Au纳米棒的生长液，包括：100 mL 0.1 M CTAB，2.04 mL 0.024 M HAuCl4，2 mL 0.5 M H2SO4，1 mL 10 mMAgNO3和800 μL 0.1 M AA.混合均匀后，取240 μL 金晶种溶液加入到上述生长溶液中.放入30°C水浴中，12个小时后即可观察到溶液变为枣红色，即Au纳米棒的形成.然后，将所得的Au纳米棒溶液在12000转每分钟的转速下离心五分钟，弃去上层清液，将沉淀重新分散在二次水中，如此重复两次洗去多余的CTAB溶液和杂质.最后将Au纳米棒溶液定容至100 mL，以备后用.这里制备的Au NRs的长是66.6nm，宽是18.7nm，长径比是3.7，SPR 吸收峰位是760nm.1.2.2 Au@Pt纳米棒的合成合成Au@Pt纳米棒的具体步骤为：取三份1mL上述离心后的纯化的Au纳米棒溶液放入试管中，并先后向其中每一份分别加入75μL 2mM K2PtCl4水溶液，相应的Pt/Au摩尔比分别为0.3, AA的用量选择为的摩尔比为10，最终的反应溶液体积稀释至2mL, 然后放入30°C的恒温水浴中，反应0.5小时后溶液由枣红色变成了暗灰色(表明了Au@Pt纳米棒的形成).为了纯化Au@Pt纳米棒和防止其团聚，向溶液中加入1.0 mL0.1M CTAB溶液，然后在12000 rpm 转速下离心5分钟离心两次，将沉淀重新分散在等体积的去离子水中即可.1.2.3 使用软件本项目所用到的软件是加拿大 Lumerical 公司的Lumerical FDTD Solutions 8.0.使用的是FDTD的数值计算方法，FDTD是时域有限差分方法，此方法是将体系离散为足够多的单元，用相邻单元的磁场、电场及其随空间的变化情况来表征每个单元磁场、电场分量随时间的变化情况.此时， Maxwell方程中的微分方程就可以用各单元间的差分方程来替代，当初始值和边界条件给定时，差分方程的解，就是任一时刻纳米棒电磁场的分布情况.2.1 金纳米棒的讨论通过图1透射电镜图可以看出，我们制备的金纳米棒尺度均一，两端半球形的棒状形貌.通过图2消光光谱可以看金纳米棒的长轴表面等离子体共振吸收峰的峰位是760nm；同时该金纳米棒在512nm的峰位处有一个短轴表面等离子体共振峰. 针对实验合成的金纳米棒形貌，建立起相应的形状模型，这里制备的金纳米棒的长是66.6纳米，宽是18.7纳米，长径比是3.7.我们并利用FDTD数值方法模拟了金纳米棒远场光谱和近场的电磁增强.FDTD结果显示，金纳米棒的横向表面等离子体共振峰在512纳米处，可以看出FDTD数值模拟的远场吸收散射光谱与实验中得到的金纳米棒悬浊液的消光光谱一致.同时金纳米棒的纵向表面等离子体共振峰在740纳米处，与实验测得的数据比较接近，但FDTD的结果显示，金纳米棒的纵向表面等离子体共振峰的宽度较实验数据较窄，这是由于FDTD的理论模拟是对单个金纳米棒进行的，而实验结果是取至于多个金纳米棒的悬浊液.多个金棒的形状可能稍有不同从而导致了等离子体共振峰的宽度变宽，同时峰位较理论值有些向红外方向移动.利用FDTD数值方法模拟了金纳米棒近场的电磁增强.通过图5可以看出，如果光线沿金纳米棒横轴方向入射，金纳米棒产生的上电磁场强度较小.而如果光线沿金纳米棒横轴方向在纵轴方向上入射，通过图6可以看出在金纳米棒的顶端却显示出较大的增强.这与金纳米球各向同性的光学性质是不同的，这也是我们选用金纳米棒作为光学响应材料的原因.在本实验中我们会在金纳米棒的表面包覆铂纳米层.包覆状态也分为平滑包覆和岛状包覆两种包覆状态.我们首先对平滑包覆的情形进行了讨论.我们分别在金纳米棒的表面包覆了厚度为0.7纳米和3纳米的铂层，通过FDTD理论模拟的数据可以看出，当铂层的包覆厚度为0.7纳米时，较金纳米棒的电磁场强度已有些减弱.而当铂层的包覆厚度为3纳米，金铂核壳纳米棒的减弱强度已经相当大.在这里我们也对相同大小的铂纳米棒的电磁场强度进行了理论模拟，可以看出铂纳米棒的电磁场强度是相当弱的，而铂层的包覆厚度为3纳米的金铂核壳纳米棒强度相仿，这说明3纳米的铂层已经可以将金纳米棒的电磁场强度湮灭.随后，我们又对铂层岛状包覆状态进行了分析，这里我们认定铂纳米球的直径为3个纳米.结果显示岛状包覆时在Au纳米棒的两端仍有可观的电磁场增强.对比厚度为3纳米平滑包覆的情形，我们可以得到结论，铂纳米颗粒在金纳米棒表面岛状包覆时仍可以发挥内核金纳米棒的光学响应.所以我们在后面的试验中合成了岛状包覆的金核铂壳纳米结构.2.2 金核铂壳纳米棒的讨论从图13可以看到铂层壳层生长到金纳米的表面上时其形貌的变化.发现Pt以小颗粒的形态沉积在金纳米棒上，铂分别分布在金棒的棱上和面上.从图14可以看出纳米棒的长轴表面等离子体共振峰逐渐红移，强度逐渐降低，并且逐渐加宽.其长轴表面等离子体共振峰位红移至830纳米处.多孔结构对纳米材料的长轴表面等离子体共振峰红移有很大贡献，多孔度的增加能使贵金属纳米颗粒的长轴表面等离子体共振峰发生显著的红移，夏等曾报道通过腐蚀银金纳米方盒子制备成的空心笼子结构其长轴表面等离子体共振峰从590纳米可红移到 1200 纳米左右.而金纳米棒吸收峰强度的降低和加宽则来源于外面铂壳层对外加电场的削弱和屏蔽.我们在这里放大了单个金核铂壳纳米棒，用来建立相应的形状模型，从图15中可以看出岛状结构分布均匀.在这里我们建立的形状模型，铂纳米颗粒为球状，且直径为3纳米.FDTD结果显示，金核铂壳纳米棒的纵向表面等离子体共振峰在800纳米处，与实验测得的数据比较接近.多个金棒的形状可能稍有不同从而导致了等离子体共振峰的宽度变宽，同时峰位较理论值有些向红外方向移动.利用FDTD数值方法模拟了金纳米棒近场的电磁增强.通过图18可以看出，果光线沿金纳米棒横轴方向在纵轴方向上入射，在金纳米棒的顶端却显示出较大的增强.研究同时发现，铂岛状分布以及疏密度的变化还是会对局域表面等离激元特性产生影响.同时经过对FDTD 数值结果的分析，发现疏松排列的铂纳米岛产生的电磁增强要比紧密堆积的Pt纳米岛产生的电磁增强大，原因可能是狭小的空间更易生成“热点”，引发大的电磁增强.根据实验合成的金纳米棒建立起形状模型，通过FDTD理论分析，远场吸收散射光谱与实验中得到的金纳米棒悬浊液的消光光谱一致.在金纳米棒外侧沉积铂壳层形成金核铂壳纳米棒，平滑包覆时铂壳层会极大的消弱Au纳米棒的电磁场增强，而岛状包覆时在金纳米棒的两端仍有可观的电磁场增强.同时铂岛形状分布会对局域表面等离激元特性产生影响.【相关文献】[1]Brongersma M L, Shalaev V M. 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Computational electrodynamics the finite-difference time-domain method (Third edition). Artech House Boston London, 2005.。
粒子物理与原子核物理毕业论文题目
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连续快速合成核壳型纳米复合粒子
第 ６期
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连续快速合成核 壳型纳米复合粒子
王东 光 ，张仁 坤 ，竺柏康 ，王玉 华 ，陶 亨聪
（ 浙江海洋学院石化与能源工程学院，浙江 舟 山 ３ １ ６ ０ ２ ２ ）
器 存 在 的 一 些 不 足 之 处及 改进 方 法 。反 应 器 高 质 量 生 产 各 种 纳 米 复 合 粒 子的工艺过程。 关 键 词 ： 反 应 工 程 ； 混 合 ；纳 米 材 料 ； 超 重 力 ； 撞 击 流 ；膜 包覆
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(γ-Fe_2O_3@SiO_2)_n@TiO_2核壳复合纳米粒子的性能研究
（ 坊学 院 ，山东 潍 摘
潍坊
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要 ： 文通 过 简单 的方 法合 成（ 一Ｆ ｚ）＠ＳＯ ）＠ Ｔ Ｏ 核 壳结 构 的复 合 纳米 粒 子 ， 种 复合 纳 本 ７ ｅ（｛ ｉ ２ ｉ 这
米粒 子是 由被硅 氧 化物 包裹 的 一Ｆ ） 作 为磁 芯 ， 层是 Ｔｉ 壳 ， 成 直径 为 １０Ｆ 的球 状 粒 子 。把 ｅ（。 外 Ｏ 形 ０ ｍ ｌ 这种 复合 纳 米粒子放 入 亚 甲蓝溶 液 中 ， 用紫外 光进 行光 分 解试 验 其 光催 化 能 力 已接 近 于 纯 Ｔ （ 。 当 丫 ｉ ） 一 Ｆ ２） 磁 芯粒 径 约 １ ｎ 时此 种核 壳复 合 纳米粒 子 显示 出超顺磁 性 ， ｅ（ ０ｍ 超顺磁 性 的核 壳复 合 纳米粒 子 可完全 解 除磁 团聚 。这就使 得在 实际应 用 中 以往 难 以解 决的 Ｔｉ 的 分 离与 回收 问题 迎 刃 而解 ， （ ） 也使 得 Ｔｉ 功 （ ） 能材料 在 光催 化领 域 与生物技 术领 域得 到 更加 广泛 的应 用 。
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关键 词 ： 壳 ； 米粒子 ； 核 纳 光催 化 能 力 ； 响 应 能力 磁 中 图分类 号 ： ＴＧ１ ６ １ ４ ．
功能型核壳有机-有机纳米复合粒子的研究进展
功能型核壳有机-有机纳米复合粒子的研究进展?148?材料导报2010年5月第24卷专辑15功能型核壳有机一有机纳米复合粒子的研究进展陈鹏鹏L,程增会,许玉芝,储富祥.一,王春鹏,(1中国林业科学研究院林产化学工业研究所,国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,南京210042;2中国林业科学研究院林业新技术研究所,北京100091)摘要核壳型有机一有机纳米复合粒子由于具有粒子可控设计,有机融合不同组分优势等特性,已在导电高分子,水凝胶,含氟乳液和塑溶胶等方面获得应用.综述了近年来(甲基)丙烯酸酯类不同功能的核壳型有机一有机纳米复合粒子的研究进展,揭示了功能型核壳有机一有机纳米复合粒子在某些领域的巨大应用潜力和存在的问题.关键词功能核壳有机一有机纳米复合丙烯酸酯ProgressesofFunctionalCore-ShellOrganic—OrganicNanocompositeParti clesCHENPengpeng,CHENGZenghui,XUYuzhi,CHUFuxiang,W ANGChunpeng,(1InstituteofChemicalIndustryofForestProducts,CAF;KeyandOpenLabora toryonForestChemicalEngineering,Nanjing210042;2InstituteofNewTechnologyofForestry,CAF,Beijing10009 1)AbstractBasedoncontrollabledesign,core-shellorganic/organicnano—com positeparticlespossessboththe advancesofthecoreandshellcomponents,whichhavebeenappliedindifferenta reassuchasconductingpolymer,hy—drogel,fluorine~containingemulsionsandplastiso1.Thenewlyresearchesand developmentsofcore-shellorganic/or—ganicnanocompositeparticlesbasedonthemonomersof(methy1)acrylatearer eviewed,especiallyvarioussynthesismethodsoffunctionalcore-shellparticlesarediscussed.Finallythedevelopme ntprospectsandexistingproblemsareproposed.Keywordsfunctional,core-shell,organic-organic,nanocomposite,acrylate 0引言核壳结构纳米粒子具有多相结构,有机融合了核与壳部分组分,具备均相结构纳米粒子不具备的性能,核壳结构纳米粒子的可控性设计为新材料的研究提供了一种新的途径[1].通过制备核壳结构纳米粒子从而实现材料的物理,化学和生物特性的研究日趋活跃_2].在现有的研究中,核壳结构按组成主要分为无机一无机,无机一有机,有机一无机和有机一有机4大类.各组成不同的核壳结构纳米粒子功能相差各异,其合成方法也不同.近十几年来,人们对各类核壳结构纳米粒子从实验及理论方面进行了逐步深入的研究,并逐步将研究重点转移到具有实际应用功能或具有较大应用潜景的材料和结构粒子的合成上.XiaoguangLi等近期通过液相外延生长法合成了Te/Bi核壳纳米线,其具有良好导电性的同时,导热系数很低.翁志学等主要研究的是无机一有机核壳杂化材料的实验及理论研究.JosM.Asua等采用细乳液聚合制备了二氧化硅和丙烯酸酯杂化乳液,并重点研究了该乳液的疏水性和热力学性质.在前人研究工作的基础上,本文按照近年来核壳型有机一有机纳米复合粒子的功能性应用进行分类,介绍了各功能粒子的制备及性能,揭示了目前研究工作的不足和未来研究的重点.1核壳型高分子导电粒子复合型导电高分子是20世纪7O年代发展起来的一个新领域,主要指以高分子材料为基体经物理或化学改性后具有导电性的材料,其电导率可以在绝缘体一半导体一金属态范围内变化,受到广泛重视【6].核壳复合型导电高分子微粒子实际上是一种由导电高分子(或导电粒子)和另一类高分子组成的核壳型导电复合粒子.其除具有导电粒子的导电性外,还具有高分子材料的许多优异特性,如可加工性,力学性能,质量轻等,可以在较大范围内根据使用需要调节材料的电学和力学性能,因此关于核壳型导电高分子的研究日趋增多.关于无机一有机核壳型导电高分子的研究.和综述l_g已有报道,本文将介绍有机一有机核壳型导电粒子的制备方法,主要有化学氧化聚合法和乳液聚合法2种.*中国林科院林业新技术所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFINT2008K01);农业科技成果转化基金项目(2009GB24320473)陈鹏鹏:男,1984年生,硕士生,主要从事乳液聚合及功能材料研究E-mail:chenpp一1984@163.corn王春鹏:通讯作者,男,研究员,主要从事乳液聚合及生物质材料研究E-mail:wangcpg@163.CON功能型核壳有机一有机纳米复合粒子的研究进展/陈鹏鹏等?149? 1.1化学氧化聚合法YangyongWang等Ll..在去离子水环境下,利用化学氧化聚合法将苯胺在磺化聚苯乙烯(SCPS)粒子上聚合,制备聚苯乙烯/聚苯胺核壳结构导电纳米粒子.实验结果显示,随着磺化聚苯乙烯粒子浓度的增加,最终制备的核壳结构纳米粒子的导电性增强;结合紫外及红外谱图证明了通过该方法在聚合物粒子内外层都掺杂了磺酸根或磺酸氢根,聚合物的电导率为1O～1OS?cm.化学氧化聚合法所需设备简单且反应容易控制.1.2乳液聚合法与化学氧化聚合法相比,乳液聚合法具有聚合速率高,产物分子量大,热稳定性较好以及产物粒径均匀等优点_l】. 近年来,乳液技术的不断发展和完善引起了广泛关注. Chien—YuLi等l1以十二烷基苯磺酸钠(SDS)为乳化剂,采用细乳液聚合方式制备了聚氨酯(Pu)或聚氨酯一聚甲基丙烯酸甲酯(PU_PMMA)共聚物为核,聚苯胺(PANI)为壳的纳米复合乳胶微球.乳液聚合过程中以十二烷基苯磺酸(DB—SA)为掺杂剂,紫外光谱显示极化因子随DBSA增加不断蓝移,说明PANI缠绕程度增加.TEM结果显示,当DBSA含量低时产生2种粒子,其中大粒子是不规则的PU/PANI核壳结构粒子,小粒子是规则的PANI粒子;当DBSA含量高时PU完全被包覆形成棒状粒子,纳米粒子中PANI覆盖面积随着DBSA含量的增加而增大,电导率随之增大. JyongsikJang等口.采用二阶段微乳液聚合方式制备了以聚吡咯(PPy)为核,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为壳的纳米微球,并将真空干燥后的微球与PMMA均匀混合后在4000Pa,200℃条件下压膜10min获得了约2Opm的导电薄膜.透光曲线表明,当纳米微球中PMMA质量分数为10%时9O可见光可以透过,当PMMA质量分数为2O时仍有83可见光可以透过.导电薄膜的电导率也随着纳米微球中PMMA含量的增加而逐渐提高;而且纳米微球中的PM—MA明显提高了微球与聚合物基体的相容性,纳米微球在基体中分散良好,作为纯聚合物材料,该透明导电薄膜具有良好的加工性能,具有较大的实际应用前景.2核壳型pH/温度响应性凝胶pH/温度响应性凝胶是指结构,物理性质,化学性质可以随外界环境如温度,pH值等的变化而发生可逆突跃性变化的凝胶,在药物控制释放_】,生物传感器],生物材料培养提纯l】,蛋白质活性控制ll]等方面具有很大的潜能,并已应用于靶向药物的控制释放,膜分离和重金属离子吸附等方面_1.pH/温度双重响应高分子凝胶分子结构设计可归纳为共聚结构,互穿网络结构和核壳结构等,这里主要介绍核壳结构型.核壳微凝胶是用不同刺激响应性的聚合物依次形成微凝胶的核和壳,制备具备特殊结构的双重响应高分子凝胶. 这种凝胶颗粒因组成结构的特性而兼有核聚合物及壳聚合物的性质.制备方法主要有乳液聚合法,悬浮聚合法和分散聚合法.由于合成方法的差异,所制备的微凝胶分别具有不同的粒径及分布.乳液聚合法只能制备粒径为0.1～0.7m的颗粒,无皂或低皂乳液聚合法制成的单分散聚合物微球粒径接近1”m,悬浮聚合法制备的聚合物微球粒径一般在1OO～1000m之问并且多分散,分散聚合法制得的微球粒径为0.5～2Om之间,且表面清洁,粒度均匀,单分散性和存储稳定性好.2.1乳液聚合法JanaMachotova等_】以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为原料通过种子乳液聚合法制备了粒径为200nm的2种不同配比核壳型凝胶,干燥后分别研究了2种凝胶在溶液中的溶胀性能以及在涂料中的使用性能.结果表明,凝胶的成分决定了凝胶对各种不同溶剂环境的溶胀性能,以MMA为主单体的凝胶在2一丁酮中的溶胀性能最佳, 而以BA为单体的凝胶则更易在2一庚酮环境中溶胀.实验结果还揭示了核壳型丙烯酸酯凝胶的加入并不影响涂料的表面性能和光泽度等,但显着提高了涂料的前期固化速度和固化后的硬度,主要是由于凝胶的使用显着增加了涂料的交联密度.2.2悬浮聚合法与乳液聚合方式不同,YingZhang等以合成的大分子单体为基础采用反向悬浮聚合法制备温敏型的水凝胶,研究了变温条件下与传统恒温条件下合成的水凝胶的区别,并对比研究了牛血清蛋白的释放概况.实验结果表明,牛血清蛋白的释放概况相近,而变温条件所合成的水凝胶具有较宽的浓度分布和较低的交联密度.但是该方法并没有显着改善所获得的水凝胶的性能,且所得到的水凝胶的药物释放能力也未得到提高.2.3分散聚合法GuillaumeDelaittre等ll以聚N,N一二乙基丙烯酰胺(N,N—diethylacrylamide)为响应高分子,以丙烯酸钠(PNaA) 同时作为自由基聚合体系的引发剂和稳定剂,通过水相分散聚合法制备了新型的温敏性凝胶,并以共价键形式在水凝胶结构上增加了pH响应基团.该研究突破传统的三步法,提出了一种简单而新颖的水凝胶的合成方式.与传统合成方式相比,GuillaumeDelaittre的方法可以在没有表面活性剂的条件下进行,并突破了传统水凝胶方式固含低的缺点,在学术和工业领域均有较大应用前景.3核壳型含氟聚合物丙烯酸酯聚合物乳液由于具有良好的成膜性,保色性和附着力而得到广泛应用,然而其耐水性和耐候性差又在一定程度上限制了使用范围.核壳型含氟丙烯酸酯聚合物在保留了丙烯酸酯乳液优点的同时具有含氟聚合物的优良性能, 表现出疏水,疏油,防污的表面特性,在高性能涂层,织物整理等领域具有很好的应用前景.核壳型丙烯酸酯的制备方法主要有种子乳液聚合法,无皂乳液聚合法,自组装聚合法.3.1种子乳液聚合法Jong—WookHa等2]通过二阶段种子乳液聚合法制备了核为聚苯乙烯(PS),壳为不同链长含氟丙烯酸酯的乳液,并?150?材料导报2010年5月第24卷专辑15研究了各乳液的表面能.TEM结果显示合成了规整的核壳结构纳米粒子,乳液成膜后接触角分析结果表明,与含氟聚合物共混乳液及无规共聚含氟乳液相比,将氟键接枝到壳结构上制备核壳含氟乳液在降低相同表面能的条件下效率最高,而且反应单体的侧链长度对所形成液滴与水滴之间的滚动角的影响更大.刘鲁梅等[2.用乳液聚合法制备了核壳型含氟反应微凝胶,并研究了乳化剂,引发剂和单体的滴加速度对微凝胶核壳结构形成的影响.实验结果表明,采用乳化剂$100与反应型非离子乳化剂NPS-2030复合乳化体系,以油溶性的AIBN作引发剂的饥饿式反应对核壳结构的形成最有利.3.2无皂乳液聚合法与种子乳液聚合法不同,XuejunCui等采用无皂乳液聚合法制备了壳中含有氟,硅及丙烯酸酯共聚物的核壳型乳液.TEM结果表明所形成的粒子具有非常规整的核壳结构,含硅和氟的聚合物壳层由于形成了交联网络,稳定地包裹在核粒子周围.与种子乳液聚合法相比,无皂乳液聚合法避免了使用乳化剂给环境带来的危害,所制备的乳液具有较好的剪切稳定性和相对较窄的粒子粒径分布,并且乳液对水的接触角也由于乳液粒子中氟含量的增加而增大.3.3自组装聚合法近年来高分子的自组装作为一种新的合成方法逐步受到研究者的青睐,XiaoDongHe等l2在P(MMA_AA)微球表面进行自组装形成pH响应型凝胶,当水相pH一10～11 时微球表面形成一层壳保护住核,而当pH值增大时就会因为微球粒子之间的排斥力过大而发生分解,且该分解与自组装过程可逆.如果利用MMA作为油相合成P(MMA_AA) 乳液粒子,可以实现在合成时形成囚笼结构,在一定条件下解开囚笼,则该方法在药物的控制释放领域将有较大的应用前景.4核壳型丙烯酸酯环保塑溶胶塑溶胶是由聚合物细粉,增塑剂,黏附促进剂,硬化剂,热稳定剂以及填料,颜料或触变剂等组成的无溶剂胶黏剂. 固化温度范围120~200℃,黏度较高,低于3O℃贮存口.塑溶胶可通过高黏度涂胶机挤涂大量用于汽车车身密封剂和焊缝密封胶,也可适当降低黏度,采用无气喷涂,均匀喷涂在汽车底板下面,作抗石击涂料.传统工艺中大量使用聚氯乙烯糊状树脂为塑溶胶主料,由于该类塑溶胶在高温下会有氯气和氯化氢等环境不友好气体释放,汽车行业绿色革命要求逐渐减少并取消聚氯乙烯的使用而开发出环保的替代高分子.目前替代产品主要有环氧型高分子,如聚氨酯等类聚合物,然而储存期在常温下均不超过1个月,无法从根本上取代聚氯乙烯.利用核壳乳液粒子的非均相性获得同时满足塑溶胶2个性能的丙烯酸酯乳液是目前研究的重点,塑溶胶用核壳型丙烯酸酯乳合成方法主要有表面修饰法和种子乳液聚合法.4.1表面修饰法表面修饰法是用碱液水解法改变通过乳液聚合制备的均相乳液粒子表面层的官能团.Schattka等采用该方法替换了丙烯酸酯均相粒子表面的官能团制备了塑溶胶用核壳型丙烯酸酯聚合物,在一定程度上提高了塑溶胶的储存稳定性,但不能满足工业需求,主要是由于表面修饰法所获得的壳层比较薄[2.4.2种子乳液聚合法与表面修饰法不同,G.JWang等[2胡以MMA,n-BMA和i-BMA共聚物为核,以MMA为壳,在核,壳中分别引入1,6一己二醇二丙烯酸酯(HDDA),通过互穿网络(IPN)连接制备核壳结构乳液,再进行喷雾干燥后获得塑溶胶用聚合物细粉,配制塑溶胶并对其储存稳定性,机械性等做了较深的分析.SEM照片显示所合成的粒子具有规整的核壳结构,流变数据的变化则表明了该聚合物制备的塑溶胶具有稳定的储存性能.塑溶胶用聚合物有2个基本性能要求:(1)常温下聚合物粉末与增塑剂不发生作用,保持流动状态,具有良好的室温储存效果;(2)高温作用下聚合物与增塑剂发生凝胶作用,冷却后有较好的力学强度,稳定性好,可长时间保留增塑剂,无外溢现象.该研究所得到的核壳型丙烯酸酯聚合物粉末的PMMA壳与DINP相容性差且不发生凝胶作用,保持塑溶胶混合物在热塑化前处于流动状态;塑溶胶混合物经高温热塑化处理后粒子的核壳结构被破坏,核中I卜BMA溢出与增塑剂发生凝胶作用,提供塑溶胶优异的粘接性能和良好的力学性能l3.5结语有机一有机核壳型纳米粒子特殊的物理,化学及生物特性促使研究者对它进行了不断深入的研究,并逐渐形成了日益成熟的科学新分支.由于所使用的聚合物单体的不同,核壳结构形成顺序的不同以及反映条件的差异,所得到的材料特性差异较大.因此,针对使用环境和材料所需功能的要求,寻找完全可控核壳结构粒子的新方法,不断探索新的核壳单体组成,制备满足各种物理,化学,生物特性需要的核壳型有机一有机纳米粒子将是未来研究的重点和发展方向.参考文献1LeeS,RudinAlfred.Controlofcore-shelllatexmorphology EM]//EricSDaniels,eta1.PolymerLatexes.Washington,DC:AmericanChemicalSociety,1992:2342RobertLanger,NicholasAPeppas.Bioengineering,foodandnaturalproductsadvancesinbiomaterials,drugdelivery,and bionanotechnology[J].AIChEJ,2004,49(12):29903ZhangG,WangW,LiXEnhancedthermoelectricproperties ofcore/shellheterostructurenanowirecomposites[J].Adv Mater,2008,20(19):36544戚栋明,包永忠,翁志学.原位乳液聚合制备的聚丙烯酸丁酯/纳米SiOz复合粒子的形貌和形成机理[J].高校化学工程,2007,21(4):6605RaquelRodrguez,CarolinadelasHerasAlarcn,PiyasiriEk—anayake,etal,Correlationofsiliconeincorporationintohy—功能型核壳有机一有机纳米复合粒子的研究进展/陈鹏鹏等bridacryliccoatingswiththeresultinghydrophobicand thermalproperties[J].Macromolecules,2008,41(22):85376NicolasKohut—Svelko,Fr6d6ricDinant,SylvainMagana,et at.Overviewofthepreparationofpurepolyanilineandcon—ductivecompositesindispersedmediaandbythermal processes:Fromlaboratorytosemi—industrialscale[J]. 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《七届会》征文-生物功能材料会场
《七届会》征文-生物功能材料会场表面接枝疏水性聚氨基酸的新型磁纳米粒子制备与表征陈磊1*，李强军1，姜其斌1，陈学思21(株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲 412007) 2（中国科学院长春应用化学研究所生态环境高分子材料重点实验室，吉林长春 130022）摘要：利用共沉淀法制备磁纳米粒子(MNP)，并使用（3-氨丙基）三乙氧基硅烷（APTES）完成其表面氨基化。
在DMF中通过引发γ-苄基-L-谷氨酸-N-羧酸酐（BLG-NCA）的开环聚合，制备了表面接枝疏水性聚谷氨酸苄酯的磁纳米粒子MNP-PBLG。
通过FT-IR、TGA、SEM等测量方法完成了对MNP-PBLG的形貌和结构的初步表征，制备的新型核壳型磁纳米粒子有望在药物传递中作为智能载体获得应用。
关键词：磁纳米粒子；疏水性氨基酸；开环聚合；药物传递1 引言磁性纳米粒子（magnetic nanoparticles, MNP）具有独特的超顺磁响应性，因而在生物技术领域具备广泛用途，已在核磁共振示踪、蛋白质及核酸物质的分离纯化、细胞分选等多个领域[1~3]表现出巨大应用价值。
近年来，磁纳米粒子作为热介质用于肿瘤热疗[3]、作为靶向介质用于药物传递[4]和基因转染[5]等新的应用前景引起了研究者们的极大兴趣和关注。
裸MNP往往需要通过表面修饰完成功能化应用，虽然一些研究报道证实，可以通过对有机分子简单的物理吸附来实现磁纳米粒子的表面功能化，但是这种物理吸附力较弱、吸附量小，尤其在体内药物传递等复杂环境中不能稳定存在，表现为分散性差、易沉聚。
针对这一问题，目前研究者通常采用对纳米粒子表面接枝有机分子或聚合物，形成稳定的化学键来实现真正的表面功能化[6,7]。
例如，Schm idt[7]利用制备的磁纳米粒子表面羟基成功引发ε-己内酯开环聚合，得到具有超顺磁性的核壳型纳米粒子。
在本研究工作中，我们首先通过简单的共沉淀*作者简介：陈磊（1982-），男，安徽淮北人，博士，从事有机硅及高分子材料研发联系方式：0731-********; 150********; chenlei@法制备了裸磁纳米粒子，然后使用含有伯胺基的硅烷偶联剂在纳米粒子表面进行缩合反应。
核壳式纳米Al2O3／PS复合粒子的表征及增韧选区激光烧结聚苯乙烯的研究
中 图分 类号 ： Ｂ ３ Ｔ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： ０ １４ ８ （ ０ ７ ０ — ０ ４０ １ ０ － ３ １ ２ ０ ） ３０ ２ － ４
ｎｏｔ ｈ ｄ ｉ ｃ ｅ ｍｐａ ｔｓ ｒ ｎ ｈ ｏｆ ｔ ｅ ｔ ｄ ｃ ｍｐｏ ｉｅ ｎ ｒ ａ ｅ ０ ｃ ｔ ｅ ｇｔ ｒ ａ ｅ ｏ ｓｔｓ ｉｃ ｅ ｓ ｄ ５ ｔ ｎ ｔ ａ ｆ ｕｎｆｌｅ ｈａ ｈ ｔ ｏ ｉｌ ｄ ＰＳ ｎｄ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ａ ｎ ｒ ａ ｅ
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ＴＥＭ ｎ ａ ｄ ＦＴＩ Ｒ． Ｔｈｅ ｒ ｓ ｌｓ ｉ ｄｉａ ｅ ｔ ｔｔ ｅ ｃ ｍ ｐ ｉｅ ｐａ ｔｃ ｅ ｒ ｐ ｏｘ ｍａ ｅ ｂ ｌ ｓ ａ ｎｄ ｔ ｅ ｅ ｕ ｔ ｎ ｃ ｔ ｈａ ｈ ｏ ｏｓｔ ｒ ｉｌ ｓ ａ ｅ ａ ｐｒ ｉ ｔ ａ ｌ ｈ ｐｅ ａ ｈ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｓｕ ｆ ｃ ａ — ２ ｒ ｉｌ ｓ ｃ ｖ ｒ ｄ ｗｉｈ ＰＳ ｍ ｕ ｓｏｎ ｐ ｙ ｒｚ ｔｏ ｏ ｐｒ ｖ ｎ ｒ ａ ｅ ｏｆｎ ｎｏ Ａ１０３ｐａ ｔｃｅ ｗａ ｏ ｅ ｅ ｔ ｂｙ ｅ ｌ ｉ ｏｌ ｍｅ ｉａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｅ ｔ
摘 要 ： 用 Ｔ Ｍ ， ＴＩ 运 Ｅ Ｆ Ｒ对 乳 液 聚合 方 法 制 备 纳 米 Ａｌ ｓ Ｐ ｚ ／ Ｓ复 合 粒 子 结 构 进 行 了表 征 ， 果 表 明 ， 备 出 的 复合 粒 子 具 Ｏ 结 制 备 以 纳 米 氧 化 铝 为 核 、 聚 苯 乙烯 为壳 的 核 壳 式 结 构 ； 将 核 壳 式 复 合 粒 子 用 来 增 韧 选 区激 光 烧 结 聚 苯 乙烯 ， １ ． ｋ／ ， 纯 聚 苯 乙烯 提 高 了 ５ 左 右 ， ２ １ Ｊ ｍ２较 Ｏ 比添 加 未 经 任 何 改 性 处 理 纳 米 氧 化 铝 粒 子 的复 合 材 料
核壳结构的二氧化硅／聚甲基丙烯酸甲酯纳米粒子增强天然橡胶
断伸 长 率和 拉伸 强 度 明显 改进 。还有 彭 等人 结 合 自组 装 和 胶 乳 共 混 技 术 ，制 备 了天 然 橡 胶 Ｎ１ Ｖ Ｓ ｉ Ｏ ２ 纳 米 复合物 和 ＮＲ ／ 多壁 碳纳 米管 复合 物 。所 得 纳 米 复合 物具 有 出色 的强力 且其 耐热 性 能和 机
的新 方法 。在水 性溶 剂 中，采用 ＭＰ Ｓ作为 桥梁 制
近年 来 ，有机／ 无机 纳米 材料 的制 备 已经取 得 了显 著进 展 。无机 纳 米材 料 粒子 小 、表 面 积大 且 具有 量 子化 和 表面 活 性 ，这 使得 纳 米 复合 物 比常 规 复合 物具 有 更优 异 的物 理 机械 性 能 成为 可 能 。 有 关 学 术期 刊 已经 报道 了多 相纳 米 结构 填料 ， 比 如 ，碳 酸钙 、 蒙脱 土 、炭 黑和 氧 化铝 。其 中 ，二 氧化硅 （ 复合物 制 备 中重要 的无 机成 员 ） ，已经 在 有机／ 无机 混合 物 中广泛 应用 。朱等人 ，在水相 体 系 中 ， 利用 一种 悬 浮 一 分散一 聚 合 技 术 制 备 了 Ｓ ｉ Ｏ， 一 Ｐ ＭＭＡ 纳米 粒子 。接 着 ，在 Ｐ Ｖ Ｃ 基 体 中引
２ ． ２ ． ５ 表 征
２ ． １材料 天 然胶 乳 （ ＮＲ Ｌ ） ：总 固含量 ６ ０ ％，前进农 场 （ 中国广东 ） 纳米 Ｓ ｉ Ｏ２ ：平 均 粒 径 ７ ｎ ｍ， ｓ ｉ ｇ ｍａ — ａ ｌ ｄ ｒ ｉ ｃ ｈ
（ ｓ ｉ ｇ ｍａ － ａ ｌ ｄ ｒ ｉ ｃ ｈ ，ｓ ｔ ． １ ｏ ｕ ｉ ｓ ． ｍｏ）
橡塑资源利用
２ ． 实验
高饱和磁化强度聚苯乙烯纳米粒子的合成与表征
高饱和磁化强度聚苯乙烯纳米粒子的合成与表征
王丽聪
【期刊名称】《化工技术与开发》
【年(卷),期】2024(53)5
【摘要】以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为乳化剂,苯乙烯和油酸改性的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒(NPs)作为油相,采用细乳液聚合方法合成了高饱和磁化强度(Ms)的磁性聚苯乙烯(MPS)纳米粒子(NPs)。
采用透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、原子力显微镜(AFM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段对样品进行了表征。
TEM显示,MPS NPs呈规则球形,Fe_(3)O_(4)NPs接近球的边缘;VSM结果显示,MPS NPs的Ms高达49.04emu·g^(-1);AFM图像显示,MPS NPs表面聚集体的高度为64nm;IR图谱证实了以PVP为乳化剂成功合成了MPS NPs。
【总页数】3页(P39-41)
【作者】王丽聪
【作者单位】江阴职业技术学院环材系
【正文语种】中文
【中图分类】TB
【相关文献】
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以胶体粒子为模板制备核壳纳米复合粒子
以胶体粒子为模板制备核壳纳米复合粒子官建国;邓惠勇;王维;任平【期刊名称】《化学进展》【年(卷),期】2004(016)003【摘要】核壳纳米复合粒子具有许多不同于单组分胶体粒子的独特的光、电、磁、催化等物理与化学性质,是构筑新型功能复合材料的重要组元,在光子带隙材料、微波吸收材料、电磁流变液、催化剂和生物等领域有重要应用.本文从控制核壳复合粒子的微观结构及壳层均匀性与厚度的角度,详细评述了目前以胶体粒子为模板制备粒径从纳米到微米尺度的核壳复合粒子的方法.指出利用胶体粒子模板表面与壳层物质或其前驱物间的特殊相互作用(包括静电和化学相互作用),是完善现有制备方法和发展新方法来制备具有设定组成、结构和性能的核壳复合粒子的关键,同时也是将来的粒子表面纳米工程和获取有序的、先进纳米复合材料的主要方向.【总页数】8页(P327-334)【作者】官建国;邓惠勇;王维;任平【作者单位】武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉,430070;武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉,430070;武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉,430070;武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉,430070【正文语种】中文【中图分类】O641;TB383【相关文献】1.SiO2／TiO2核壳纳米复合粒子的制备与表征 [J], 黄彦奕;陈鼎宁;叶晓云2.微乳液法制备NiFe2O4/SiO2核壳纳米复合粒子 [J], 温九平;胡军;倪哲明3.铜铁尾矿制酸烧渣制备纳米Fe/SiO2核壳复合粒子的微波吸收性能 [J], 邹正;宣爱国;吴元欣;何俊;何佳4.核壳结构聚苯乙烯/壳聚糖纳米复合粒子的制备及乳化性研究 [J], 章姝敏;杨成5.PVP为偶联剂制备核壳型PS/CdS纳米复合粒子及表征 [J], 王涵;郑星;张文华;江波;朱超胜;靳婷婷;郑经堂;吴明铂;薛庆忠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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核壳式纳米Al2O3/PS复合粒子的表征及增韧选区激光烧结聚苯乙烯的研究Study on Characterizat ion of Core shell N ano A l2O3/PS Com positePart icles and T oug hening Poly styrene Prepared by SLS张 坚,郑海忠,徐志锋,孙胜伟,刘越华(南昌航空工业学院,南昌330034) ZH AN G Jian,ZH EN G H ai zhong,XU Zhi feng,SU N Sheng w ei,LIU Yue hua(N anchang Institute of A ero nautical&Technolog y,Nanchang330034,China)摘要:运用T EM,F T IR对乳液聚合方法制备纳米A l2O3/PS复合粒子结构进行了表征,结果表明,制备出的复合粒子具备以纳米氧化铝为核、以聚苯乙烯为壳的核壳式结构;并将核壳式复合粒子用来增韧选区激光烧结聚苯乙烯,结果发现,其缺口冲击强度达到12 1kJ/m2,较纯聚苯乙烯提高了50%左右,比添加未经任何改性处理纳米氧化铝粒子的复合材料提高了30%;利用FE SEM对试件的冲击断面进行了微观结构分析,结果表明:核壳式纳米A l2O3/PS复合粒子改善了纳米粒子与基体表面极性的差异,增强了其与聚合物基体之间的界面相容性,从而改性了选区激光烧结制备聚苯乙烯基复合材料,并很好地起到增韧的效果。
关键词:A l2O3/PS复合粒子;核壳式结构;乳液聚合;选区激光烧结;增韧中图分类号:T B33 文献标识码:A 文章编号:1001 4381(2007)03 0024 04Abstract:Surface of nano Al2O3par ticle w as covered w ith PS by em ulsion poly merization to prev ent the reunion.The structure of em ulsion poly meric Al2O3/PS composite particle w as char acterized by TEM and FT IR.T he results indicate that the com po site particles are approx imate ball shape and the particle consists of centered core(Al2O3)and o uter shell(PS).The co mpo site particles w ere used as fillers to toughen PS based co mpo sites pr epared by selective laser sintering(SLS).It w as fo unded the no tched impact strength of treated com posites increased50%than that of unfilled PS and increased 30%than that of untreated co mpo sites,the m ax imum value w as12.1kJ/m2;FE SEM studied the tensile fracture surfaces of the sintered specimens.It w as no ted the fracture surfaces of com po sites w ith treated nanoparticles w ere r oug her than those of unfilled PS and those of the untreated compos ite,and the inter facial compatibility and adhesion property are improv ed,w hich toughened PS pre pared by SLS w ell.Key words:A l2O3/PS co mpo site particles;core shell structure;emulsio n po lymerization;selective la ser sinter ing(SLS);toughening聚苯乙烯(Po lystyr ene,PS)具有优异的介电性和电绝缘性,而且其价格低廉、模塑性好、透明、容易着色、刚度好、吸湿低,因此在各行各业中有着广泛的应用。
但PS又是一种典型的硬而脆的塑料,其韧性较差,使其在许多方面的应用受到了限制。
近年来,国内外对无机刚性粒子增韧聚合物进行了广泛的研究,发现将纳米粒子填充到聚合物中,可得到综合性能优良的复合材料[1,2]。
常见的纳米复合材料制备方法有:溶胶 凝胶法、直接共混法、插层法、原位聚合法等[3-8]。
这些方法各具特点,在纳米塑料工业化生产中应用比较广泛;但无机纳米粒子分布不是很均匀,且工艺过程复杂,在产品开发方面不具有优势。
本工作在前期研究[9]的基础上采用选区激光烧结(Selective Laser Sintering SLS)制备PS基纳米复合材料。
作为其独特的应用分层制造理念,激光瞬态能量输入机制为任意形状的纳米复合材料制备提供了一种新的制备途径[10],且SLS是一种对粉末直接成型的技术。
其烧结成形过程基于叠层原理(如图1所示)进行加工的,主要设备由激光器及光路系统、升降工作台、料盒升降缸和铺粉装置等组成。
对于加工塑料件,可以完全用激光烧结高分子材料,从而得到最终成型件。
首先,将加工腔加热至略低于待烧结高分子材料的熔点温度,然后在工作台上铺设一层极薄的待烧结粉末,激光束在计算机控制下对零件截面轮廓内的粉末进行照射加热到接近完全熔化状态,随之冷却凝固为固体层。
重复上述过程,一层叠加一层,直至最终形成所需的三维实体原型或零件。
在整个烧结过程中,每层的未烧结粉末自然成为下一层粉末和烧结体的支撑。
图1 选区激光烧结原理Fig.1 T he p rinciple of SLS针对PS脆性较大的问题,本研究采用纳米Al2O3粒子来增韧选区激光烧结PS。
但由于纳米粒子粒径小,比表面积大,界面原子多,存在大量的悬键和不饱和键,使得纳米颗粒具有较高的化学活性,极易团聚形成带有若干弱连接界面的尺寸较大的团聚体[11]。
同时无机纳米粒子与有机基体之间存在着极性差异,导致界面相容性较差。
因此,克服无机纳米颗粒的团聚,制得纳米颗粒与高分子材料均匀混合的复合粒子是获得高性能的纳米复合材料的前提,从而为无机 有机纳米复合材料的制备开创了广阔的前景。
本工作运用乳液聚合法制备核壳式纳米Al2O3/PS复合粒子来改性选区激光烧结聚苯乙烯,国内外文献未见公开报道;同时,利用红外光谱(FT IR)和透射电镜(TEM)对乳液聚合产物结构进行了表征;用场发射扫描电子显微镜(FE SEM)对激光烧结试样的缺口冲击断面进行了观察,并分析讨论了核壳式复合粒子增韧选区激光烧结聚苯乙烯的机理。
1 实验1.1 原料聚苯乙烯选用燕山石化公司产粒料,粉碎至平均粒径为80 m;苯乙烯(St):化学纯,广东汕头市西陇化工厂,用10%的NaOH水溶液洗三次,再用蒸馏水洗至中性,然后用无水Na2SO4干燥,最后减压蒸馏;纳米Al2O3:江苏河海纳米科技股份有限公司生产,平均粒径为60nm;偶联剂:KH 570,南京康普顿曙光有机硅化工有限公司;乳化剂:十二烷基硫酸钠(SDS),广东汕头市西陇化工厂;辛基苯基聚氧乙烯醚(OP 10),无锡市科技实验二厂;引发剂:过硫酸铵(APS),分析纯,上海试剂二厂产品,经重结晶后使用。
1.2 复合粒子的乳液聚合反应将经硅烷偶联剂(KH 570)处理的纳米Al2O3粉末投入到装有蒸馏水的烧杯中,超声分散,同时慢慢加入配制好的乳化剂和引发剂(A PS),分散10~20min;然后移入到四口瓶中磁力搅拌并加热,当温度升至反应温度时,开始以一定的速度滴加苯乙烯单体;滴加结束后,在恒定的温度下反应5h,进行破乳、洗涤、干燥,得到白色粉状复合粒子。
1.3 复合材料的选区激光烧结将纳米粒子与PS(纳米Al2O3与PS加入量比为1 19)及适量的光吸收剂、润滑剂(光吸收剂和润滑剂的加入是为了提高PS的热吸收性,减小成型件的变形,改善成型件的强度、质量等)等一起放入高速混合机,在80下混合30min左右,出料,烘箱干燥,在武汉滨湖机电技术产业有限公司生产的H RPS !A型快速成形机直接制备纳米Al2O3/PS复合材料测试件,工艺参数为:激光功率10~28W,扫描速度1100mm/s,铺粉厚度0.1m m,扫描间距0.1mm,预热温度80。
1.4 测试表征1.4.1 红外光谱(FT IR) 乳液聚合产物经洗涤、抽提、干燥等处理后,利用红外光谱仪来表征纳米A l2O3表面的接枝情况。
1.4.2 透射电镜(T EM) 将复合粒子用无水乙醇稀释,用Tecnai G220透射电子显微镜观察纳米Al2O3/ PS核壳式复合粒子的形态、粒径大小及分布。
1.4.3 冲击性能测试 缺口冲击韧性实验按GBT/ 1043-93在承德产XJJ 50型试验机上进行测试。
1.4.4 冲击断口分析 对于聚合物等不导电材料,场发射扫描电子显微镜系统能够提供优异的低加速电压性能,用较高的分辨率观察固体样品表面显微结构、形貌,以获得高质量的真实表面图像。
因此,用美国FEI 公司产Sir io n200型FE SEM观察试样的断口形貌。
2 结果与讨论2.1 FTIR分析图2为乳液聚合产物的FTIR谱线。
在波数为3025cm-1和3060cm-1附近是典型的苯环上的C-H 的伸缩振动吸收峰;波数为2923cm-1和2838cm-1附近是饱和的CH 和CH 2伸缩振动吸收峰;波数1600cm -1为苯环骨架上C =C 的伸缩振动吸收峰;1470cm -1附近属于苯环上C-H 的面内伸缩振动;波数1400cm -1为CH 2的面内弯曲振动。
以上波谱分析结果表明,纳米氧化铝表面已接枝了聚苯乙烯。
图2 纳米Al 2O 3/PS 复合粒子的红外光谱图Fig.2 FT IR of nano Al 2O 3/PS com pos ite particle2.2 TEM 分析图3为纳米Al 2O 3/PS 复合粒子的T EM 照片。
图3a 显示乳液聚合产物一般呈球状,其粒径大约为60~100nm,而且在无水乙醇中的分散性较好,基本上是以单个粒子的形式存在。