PET—PEG—Si02杂聚功能化纳米复合体的制备与表征
PVB掺杂有机无机复合Si02增透膜的制备和表征
PVB掺杂有机无机复合Si02增透膜的制备和表征摘要：本文主要是讲聚乙烯醇缩丁醛掺杂有机无机复合增透膜的制备和特征，并指出有机无机复合二氧化硅增透膜是以聚乙烯醇缩丁醛(pvb)为有机掺杂剂，正硅酸乙酯为前驱体，氨水为催化剂，利用溶胶．凝胶法制备出了一种新型的化合物。
关键词：有机无机复合二氧化硅增透膜；透过率；疏水性自从1968年stäber等通过金属醇盐水解缩聚的方法制备出单分散的二氧化硅颗粒之后．溶胶．凝胶法m被广泛地用来制备多种具有独特功能的膜层。
通过这种方法得到的膜层通常具有较高的透过率。
但是，由于采用碱性催化得到的这种膜层表面残余了大量亲水性的羟基．在潮湿环境中很容易吸收水分，从而导致增透膜透过率的降低。
pvb是一种具有良好透明性和粘接性的有机高分子．其分子结构中存在可以与si-0h结合的-oh。
它们之间的结合可以降低膜层表面极性。
减少-oh含量：也存在疏水性的烷基基团。
有助于其疏水性的提高。
因此。
它对于普通二氧化硅增透膜的改性是比较有实际意义的。
目前对二氧化硅增透膜的研究通常利用聚乙二醇(peg)，聚氧化丙烯(po)，聚乙烯醇(pva)，聚乙烯吡咯烷酮(pvp)等有机高分子来改善二氧化硅增透膜的性能．而对用pvb来改善增透膜性能的工作却未见报道。
本工作通过在正硅酸乙酯(teos)的水解缩聚的过程中掺入pvb为有机掺杂剂．制备出了pvb掺杂的有机无机复合二氧化硅增透膜．并对膜层的性能进行了研究。
1 实验部分1．1溶胶的制备未掺杂的溶胶的制备方法为：将乙醇(分析纯，二次蒸馏)、氨水(分析纯，nh，含量25．0％1和去离子水的混合溶液(简称为a溶液)滴加到teos(高纯)和乙醇的混合溶液(简称为b溶液)中，最终各反应物的物质的量的比为teos：h20：c2h50h：nh3=l：3．25：37．6：0．17。
得到的溶胶在30℃下恒温反应2h后取出．置入密闭容器中。
在25℃恒温槽中陈化数天后涂膜。
POSS／PUE纳米复合材料的制备与表征
关 键 词
聚氨酯
弹性体
多面体 低聚倍半硅氧烷
中 图 分 类 号 ： ＱＯ Ｏ ４ ３ Ｔ ５．＋
文献标 识码 ： Ａ
Ｐ ｅ ａ ａｉｎａ ｄＣｈ ｒｃｅｉａｉｎｏ ＯＳ ／ ＵＥ Ｎａ ｏ ｏ ｏｉ ｓ ｒｐ ｒｔ ｎ ａ ａｔｒｚ ｔ ｆＰ Ｓ Ｐ ｎ ｃｍｐ ｓ ｅ ｏ ｏ ｔ
Ｐ ＳＰ ＯＳ ／ ＵＥ 纳米 复合 材料 的制 备 与表征 ／ 成渝 等 Ｐ
・ １ ・ １１
Ｐ ＳＰ ｏＳ ／ ＵＥ 纳 米 复 合 材 料 的 制 备 与 表 征
卢成渝 ， 田春 蓉。 王建华 ，
（ 西南科技大学材料 科学与工程学 院 ， 阳 ６ １ １ ；２ 中国工程物 理研究院化工材料 研究所 ， 阳 ６ １ ０ ） １ 绵 ２００ 绵 ２ ９０ 摘要 利 用多面体低聚倍半硅 氧烷（ （ Ｓ 对聚氨 酯弹性体（ ＵＥ 进行 了改性 ， 究 了带有 不 同基 团的 Ｐ Ｓ Ｐ） ） Ｓ Ｐ ） 研 ＯＳ
ｔ ｒａ ｄ ｎ ｉ ｈ ｈ ｎ ｌ ｅ ｄ ｉｇ ｅｇ ｔｐ ｅ ｙ ＰＯＳ ｎ ｉ ｙ ＯＳ ｏ ＰＵＥ．ＴＧＡ ｎ ｌｓ ｓｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｉ ａ ｈ ｒ ａ ｅ ｏ ｐ ｓ— Ｓ ａ ｄｖｎ ｌ Ｐ Ｓ ｔ ａ ａ ｙ ｉ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｉ ｔ ｌ ｅ ｍ ｌ ｃ ｍ ｏ ｉ ｎ ｉ ｔ ｄ ｔ ｎ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｆｃ ｍｐ ｓｔ ｓ ｉ ｃ ｅ ｓ ８ ６ ｉ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｏ ｏ ｏ ｉ ｎ ｒ ａ ｅ２ ． ℃ ａ ｄ １ ｅ ｐ ｃ ｉ ｅｙ，ｔ ｅ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｂ ｌ ｙ ｏ ｏ ｐ ｓｔ ｔ ｒａｓ ｉ — ｏ ｅ ｎ ５Ｃ ｒ ｓ ｅ ｔ ｌ ｖ ｈ ｈ ｒ ｌｓ ａ ｉ ｔ ｆ ｍ ｏ ｉ ｍａ ｅ ｉ ｌ ｉ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｓｓ ｉ ｈ ｌ ．Ｆｉ ａｌ ｒ ａ ｅ ｌ ｔｙ ｇ ｎｌ ｙ，ｔ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｏ ＥＭ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｄ ｓ ｅ ｓｏ ｆ Ｐ ｈ ｅ ｕ ｔ ｆＳ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｉｐ ｒ ｉ ｎ ｏ ＯＳ ｅ ｒ ａ ｅ ｔ ｎ ｒ ａ ｉ ｇ ｃ ｎ ｅ ｔ ｆ Ｓ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓ ｗｉ ｉ ｃ ｅ ｓｎ ｏ ｔ ｎ ｓ ｏ ｈ
高分子基固-固相变材料的研究进展
高分子基固-固相变材料的研究进展300?材料导报2010年11月第24卷专辑16高分子基固一固相变材料的研究进展高毅,田春蓉,王建华(中国工程物理研究院化工材料研究所,绵阳621900)摘要简要介绍了近年来兴起的高分子固一固相变材料的研究进展,从机理,应用,优缺点等各方面对各类材料进行了阐述比较,并通过分析得到目前研究的高分子固一固相变材料主要为物理共混类与化学接枝共聚类,着重讲解了各类材料的制备过程与性能表征,并展望了今后高分子固一固相变材料的发展前景.关键词高分子材料固一固相变材料储能材料ResearchProgressofPolymer-basedSolid-SolidPhaseChangeMaterialsGAOYi,TIANChunrong,WANGJianhua (ChemicalInsitituteofChinaAcademyofEngineeringPhysics,Mianyang621900) AbstractPolymersolid-solidphasechangematerialsstudyarereviewed.Fromthemechanis m,applications, advantagesanddisadvantagesofotherpartiestodothefaceofvariousmaterialsaredescribed. Analysisofthecurrentstudyofpolymersolid-solidphasechangematerialmainlyblendsphysicsandchemistryclas sescopolymerization.The varioustypesofmaterialsfocusedonthepreparationprocessandcharacterizationareexplain ed.Andthenextpolymersolid-solidphasechangematerialsdevelopmentisprospects. Keywordspolymermaterials,solid-solidphasechangematerials,energystorge0引言能源是人类赖以为生的基础,但能源的供给却常常存在时间和空间上的不匹配,这就造成大量能源的浪费.因此,对能源高效合理利用具有重要的现实意义.相变材料(Phasechangematerials,PCM)的理论基础和应用就是在这样的背景下迅速发展起来的,它利用物质在升降温过程中吸热或放热进行能量的储存和温度调控l1].由于气体相变前后体积变化过大且不易控制,人们的研究方向着重在固一液相变材料和固一固相变材料上.固一液相变过程有液体出现,且材料形状不易控制,尽管可以通过制成微胶囊r3使其宏观表现为固一固相变,但是它存在对壳层材料要求较高,制造过程毒性较大,成本高等缺陷.因此,固一固相变材料作为新兴产业,近年来得到蓬勃发展[4].而此类材料中,高分子相变材料又由于贮热容量大,容易制成各种形态,可以直接用作系统的结构材料并且不具有无机类固一固相变材料"过冷"与"析出"l_5]的缺陷等特点而成为相变储能材料最有发展前途的研究领域.本文概述了近30年国内外高分子材料领域中有关相变材料的研究状况.1高分子固一固相变材料的研究历史及应用美国在相变材料的储能理论和应用研究方面一直处于领先地位,2O世纪6O年代就已经制成具有加热被垫的衣服, 并将相变材料应用在阿波罗15上,DrMariaTelkes在被动式太阳房领域成果卓越.紧随其后的是日本和德国,三菱和东京电力公司联合进行了采暖和制冷系统的研究,西门子研究了用于高温储热在多孔陶瓷材料中充填PCM的技术.瑞典,法国,意大利和前苏联也进行了很多研究].我国在这方面的研究起步比较晚,理论与技术都相对较薄弱.目前我国的研究重点是"削峰填谷",以缓解电网负荷过重,同时近几年兴起的建筑材料的应用也是主要支柱之一.现阶段,高分子固一固相变材料主要应用于以下几个方面:(1)军,民用保暖服装,主要体现在各纤维类相变材料的生产上;(2)墙体保温材料,在太阳能比较充足的天气下充分吸收太阳能,储存在墙体内,在温度相对较低时释放出来,维持室内恒温;(3)军用防红外侦探的仿真诱饵;(4)人造卫星,航天飞行器等关键部位的恒温保护;(5)运输业的运用,现已将高分子固一固相变材料用于制造恒温集装箱等;(6)日常用品,如近年兴起的"笔记本电脑恒温垫"就是高分子固一固相变材料.2高分子固一固相变材料的分类高分子固一固相变材料的工作原理主要是在晶型转变时可逆吸放热,主要包括高分子交联型结晶聚合物相变材料和醇类及层状钙钛矿物质复合材料及部分接枝共聚物[io3.因此,可以根据制备方法将现阶段研制的高分子固一固相变材料*中国工程物理研究院学科发展基金重点资助项目(2O07AO3003)高毅:女,1983年生,硕士生,主要研究方向为相变储能材料E~mail:sagy312sin,~com 王建华:通讯作者E-mail:***********.cn高分子基固一固相变材料的研究进展/高毅等?301?分为以下几类.2.1物理共混法制备高分子固一固相变材料此类材料的制备是通过将具有很高相变焓的高分子固一液相变材料与载体基质进行共混[1],即利用二者的相容性,熔融后混合在一起而制成成分均匀的相变材料,这样可以使材料结合有机和无机的优点,达到高相变焓和形状固定的双重目的.Salyer[13]将熔融状态下的脂肪酸与经表面处理的纳米级Si()2粉末进行混合,得到一种以Si0为核,周围吸附大量脂肪酸分子的粉末状复合物.吸附在SiO.表面的脂肪酸可以随温度的变化而进行可逆相变,存储或者释放能量;同时Si02颗粒则起到稳定形状的作用,使材料从宏观上体现形状稳定的特点,但纳米Si0分散性不易控制,工艺复杂. WangXw_】将多元醇与环氧树脂共混配合形成二元体系,固化后压制成膜,制成相变温度为30~40℃,相变焓大于100J/g的固一固PCM,但热性能不稳定,会分解失效.赵建国_15]以天然鳞片石墨为原料制备可膨胀石墨,并制成了聚乙二醇/膨胀石墨相变材料,聚乙二醇可以很好地保持其相变性质,同时膨胀石墨又能控制其相变过程中的形状.肖敏等口将相变材料石蜡与苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物制得的定形固液相变储热材料中加入了膨胀石墨,其放热速率较纯石蜡提高了1.5倍.他们还采用液相插层法将有机相变物材料嵌入到二氧化硅或膨润土纳米材料中,利用其纳米尺寸效应,比表面积大等特点,使有机一无机纳米复合储热材料在发生相变时,有机相变材料很难从二氧化硅的三维纳米网络中或膨润土的纳米层问释放,也可解决有机相变储热材料的泄漏问题.中科院广州化学所[1将聚乙二醇和纤维素通过溶液混合得到以聚乙二醇为主体的复合固一固相转变储能材料.该复合物实际上是聚乙二醇与纤维素之间的物理混合物,其中聚乙二醇的结构并没有发生变化.但这种复合材料存在一些缺陷:(1)制备工艺比较复杂,所需的溶剂体系价格较高而且难以回收,材料的成本较高;(2)由于纤维素是刚性链大分子,与聚乙二醇形成的共混物不具有热塑性,因而不能进行热成型.物理共混合制备的高分子固一固相变材料存在一些缺点: (1)难以克服低熔点工作物质在融熔后通过扩散迁移作用与载体基质问出现相分离的难题;(2)工作物质中加入一定量的载体后,导致整个材料储热能力下降,材料的能量密度较小;(3)载体中掺人工作物质后又导致材料力学性能下降,整个材料的硬度,强度,柔韧性等性能都受到很大的损失,以至于寿命缩短,易老化而使工作物质泄漏,污染环境.2.2化学交联/接枝法制备高分子固-固相变材料2.2.1聚烯烃类固一固相变材料这类PCM使用最多的是高密度聚乙烯(HDPE),其相变潜热高达21OJ/g,结晶熔点为135~C,廉价且易加工¨1引. 并且,由于其分子链柔顺性好,内旋转位垒低,流动单元的链段短,熔融温度Tf被粘流温度了1m覆盖[1,结晶熔融后聚合物仍处于高弹态,无宏观流动,一定温度范围内可保持固定形状,因此,可以将其用作固一固相转变储能和温控材料.文献[2o3报道,为提高HDPE在高温下使用时的形状稳定性,可使用化学,辐射交联的方法对聚乙烯的颗粒进行表面交联,也可以在聚乙烯颗粒表面加上一薄层包封物.这种交联改性和包复的聚乙烯已经被用于120～135℃条件下的能量贮存.但聚乙烯用作相变材料时存在相变温度高的缺陷,影响了它的使用范围.通过与其它有机材料共聚的方法可以适当降低聚乙烯的相变温度.2.2.2多元醇类固一固相变材料此类物质主要包括新戊醇(NPG),2一氨基一甲基一1,3一丙二醇(AMP),三羟甲基乙烷(PG),三羟甲基氨基甲烷(TAM),季戊四醇(PE)等,其热性能见表1_2.表1几种多元醇的相变点和相变焓数据Table1PhasechangebehaviorofPCMsampleswith differentpolylols由表1可以看出,多元醇本身就是一种固一固相变材料.根据对其进行的偏光显微测试(POM)和扫描电镜测试(SEM)研究表明,其相变主要是通过由一种晶态到另一种晶态的转变进行能量吸收和释放,相变潜热主要来源于不同晶型氢键的形成和破裂面吸收的能量.Benson等__1]在对多元醇类相变材料进行深入研究后发现,多元醇的固一固相变属于一级相变,随着羟基数目的增加,相变焓也相应增大.多元醇类PCM具有使用寿命长,相变温度较高(80～200~C),反复使用不分解无分层等优点,但其存在热性能不稳定的缺点.在固一固相变温度以上,其晶体受到较高的蒸气压,易变成气体逸出[243,经多次热循环后就会逐渐分解而失效.何天白等口也提到还有一种与多元醇/聚合物复合相变材料相类似被称为"Perovskite层状复合物/聚合物"的复合相变材料(Perovskite层状复合物是Fittinaldi等研究的具有可逆固一固相转变的金属有机复合材料,是将金属与长链高分子进行复合,具有与钙钛矿类似的三明治层状结晶结构).由多元醇与Perovskite层状复合物复合制成的PCM在低温状态下烷基链处于平面排列的结晶状态,而在高温态它们则发生相转变,吸收能量由有序的晶态转变为无序态.相变过程中复合物的宏观物理状态保持不变它的缺点就在于其是一种易碎的粉末,力学强度不高,使用范围也受到一定的影响.2.2.3聚乙二醇类固一固相变材料聚乙二醇(PEG)本身具有-6CH一CH一O的结构,链结构较规整,易结晶,相变潜热达到187J/g_l,具有相变材料302?材料导报2010年11月第24卷专辑16的典型特性,其相变温度还可以通过相对分子量进行调节,因此目前对PEG相变行为研究的相关报道很多.(1)聚乙二醇与纤维素接枝共聚Vigo[zs,26]将聚乙二醇接枝到棉花,麻等纤维素分子链上,或将交联聚乙二醇吸附于聚丙烯,聚酯等高分子纤维表面,所得到的纤维材料具有温度调节功能,可以制成穿着舒适的"恒温服装".但吸附在纤维表面的聚乙二醇量还太少, 导致纤维材料的储热容量较低,服装的恒温时间较短,测试结果表明仅仅只有2O～25rain,且必须重新置于低于相变温度的环境,让衣物回到低温状态,才能再次致冷.姜勇等口先对聚乙二醇(PEG)进行改性,再把它的端羟基接枝在二乙酸纤维素(CDA)骨架上,合成了一种PEC~CDA网状材料, 但存在使用寿命较短,生产工艺复杂等缺陷_2.此外,还有研究者瞳将不同分子量的聚乙二醇接枝或嵌段到一些聚酯(如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二酯(PBT))中研制出具有储热调温功能的纤维.(2)聚乙二醇与其他分子接枝共聚徐金军[3o]使甲基丙烯酸单封端聚乙二醇大分子单体(MA—PEG)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行自由基接枝共聚反应,得到了以PEG为支链,聚甲基丙烯酸甲酯为主链(PMMA—g-PEG)的接枝共聚物.各表征结果表明,在MA_ PEG大分子单体与MMA的不同配比条件下,得到的PM—MA-g-PEG的分子量和分子量分布基本相同,具有明显的相转变,相变焓,相变温度与PEG的含量有关,并且随其含量的增加而增大或升高.周光宇等..以不同相对分子质量的聚乙二醇为原料,用酯交换法与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行共缩聚,得到PEG嵌段长度或含量不同的PET-PEG共聚物.结果显示,当PEG的相对分子质量达到4000时,共聚物中的PEG链段才具有常温相转变热性质,且共聚物中PEG的含量过高,热焓反而下降,故PEG含量宜控制在4O～45%.这种材料的优点是PEG嵌段长度可调,具有智能相变功能.但PET—PEG共聚物中作为工作物质的PEG含量太低,致使其储热能力较弱.以上这种化学接枝改性的方法克服了固一液相变材料的泄漏问题,无需容器盛装,可直接加工成型,不会发生过冷现象.但若在相变介质中加入热导率较低的聚合物载体,就会使有机相变材料的热导率更低,还可能使整个材料的储热能力下降.(3)聚乙二醇为软段的聚氨酯型固一固相变材料1999年专利[3利用PEG分子链上的羟基与多官能团的异氰酸酯反应制备了聚氨酯结构的固一固相变材料[3,其原理主要是将大量的PEG与适量的多官能团异氰酸酯反应,通过控制分散状态和反应程度,得到海～岛两相结构的反应产物.PEG由于多异氰酸酯的交联,使产物在结晶温度以上仍可保持固态.该材料也可通过改变PEG的含量与PEG的分子量得到不同相变焓和不同相变温度的固一固相变材料. 表2为纯PEG与PUPEG经多次热循环后的热性能与结晶度的比较__3.表2纯PEG与PUPEG经过多次热循环后的对比数据Table2ThecomparativedatasofpurePEGandPUPEG afterthermalcirculation注:为熔融温度;为结晶温度;H为相变焓;PEG结晶度是利用相变焓数据对比完全熔融情况下相变焓比例推算得出张梅等口先使TDI与PEG的端羟基反应,再将其接枝到PV A的主链上,形成梳状或交联网状的结构,利用DSC,W AXD和POM对其相变行为及形态结构进行了研究.结果表明,该材料呈现出可逆的固一固相转变特性,其结晶峰值温度和相变焓比纯PEG的低,接枝率对相变温度和归一化相变焓影响不大;接枝率只影响结晶与熔融行为,不影响结晶结构.粟劲苍[3]选用中高分子量聚乙二醇为软段,4,4,_二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与丁二醇(BD0)为硬段,合成了具有储热性能的聚氨酯固一固相变材料,通过FTIR,DSC,W AXD等测试手段对体系的软硬段结晶性,微相分离,相变可逆性及循环热稳定性进行研究.结果表明,即使聚氨酯型相变材料(PUPCM)加热到高于PEG熔点时仍不会发生宏观流动而呈现出固相状态_1,而且由于它具有多嵌段聚氨酯结构,因此具有较好的化学稳定性和力学性能,缺点是制备工艺比较复杂.QiCao[11]用PEG6000和TDI合成聚氨酯预聚物,然后加入适量的Boltorn—H30(Boltorn公司研制的具有32个伯羟基,分子量为3600g/mol的多羟基树枝型聚酯)制成了超支化PUPCM.测试结果显示,当环境温度达到PEG6000熔点时,PUPCM仍能保持固态而不出现液态流动,同时,相变焓由于硬段的引入必然减少,但是减少幅度并不大. LiWeidong[1]以PEG1000,MDI和PE为原料,与上述二者不同之处在于,他先将PE与MDI反应得到星状结构, 再加入PEG,通过两步法合成了PLⅡ,CM,经DSC测试,产物相变焓达152.97J/g,相变温度在58.68℃左右,经过100次热循环后仍保持固态.3结语目前,就全球范围来看,现阶段开发的高分子基固一固相高分子基固一固相变材料的研究进展/高毅等?303?变材料热能储存量大,温度可调控,无需容器盛装,可以直接加工成型;并且固一固相变膨胀系数较小,体积变化小;无过冷现象和相分离现象;无毒,无腐蚀,无污染;性能稳定,使用寿命长,使用方便,装置简单.因此高分子固一固相变材料是最有前途的研究领域之一.同时由于对此类相变材料研究的时间相对较短,尚有大量未开垦的领域.目前已经得到的固一固相变材料,由于品种较少且有缺陷,如导热系数低,完成相变所需时间较长,还需要进一步研究.根据目前的发展,预计今后的重点应放在以下几个方面:(1)研究具有一系列相变温度的相变材料以满足不同的需求;(2)改善相变材料的导热性能和相变速率;(3)根据相变机理提高其相变焓,研制出高能量密度的相变材料;(4)掌握相变材料之间的复合原则以及如何复合提高材料的性能以弥补不足;(5)开发出除具有相变储能功能外还具有其它功能的多功能相变材料,如导电相变材料,可微波加热的相变材料,防水相变材料,可杀菌防虫蛀的相变材料,形状记忆相变材料等;(6)降低成本,实现工业化.参考文献1FengHY,LiuXD,HeSM,eta1.Studiesonsolid-solid phasetransitionsofpolyolsbyinfraredspectroscopy[J]. ThermochimActa,2000,348:1752秦培煌,周世权.能源材料的研究现状及发展前景[J].节能, 2002(5):53Y amagishiY,SugenoT,IshigeT,eta1.Anevaluationofmi—croencapsedPCMforuseincoldenergytransportationme-dium[J].ProcIntersocEnergyConversEngConf,1996,31:20774赵镇南,吴挺,李丽新,等.乳液相变储冷材料的基本特性与应用前景[J].能源工程,2000(4):285张寅平,胡汉平,孑L祥东,等.相变储能理论和应用[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1996:46TelkesIVtThermalstorageinsalt-hydrates~M]//MurrLE.SolarMaterSci.NewY ork:AcademicPress,1980:3777Sadek0M,MekhamerWK.Camontmorilloniteclayasther—malenergystoragematerial[J].ThermochimActa,2000,363:4478HawladerMNA,UddinMS,ZhuHJ.Encapeulationphase changematerials[J].IntJEnergyRes,2002(26):1599GongZX,MujumdarAS.Enhancementofenergycharge dischargeratesincompositeslabsofdifferentphasecharge materials[J].IntJHeatMassTransfer,1996,39(4):7251o吕社辉,郭元强,陈鸣才,等.复合高分子相变材料研究进展[J].高分子材料科学与工程,2004,20(3):3711QiCao.Crystalline-amorphousphasetransitionofhyper—branchedpolyurethanephasechangematerialsforenergystorage[J].JMaterSci,2007,42:566112LiWeidong,DingEnyong.Preparationandcharacterization ofcross—linkingPEG/MDI/PEcopolymerassolid-solid phasechangeheatstoragematerial[J].SolarEnergyMater SolarCells,2007,91:76613SalyerIO.Thermoplastic,moldablenon-extrudingphase changematerials:US,5565132JP).199614刑澄清,迟广山.多元醇二元体系固一固相变贮热的研究[J]. 太阳能,1995,16(2):13115粟劲苍,刘朋生.具有储能功能的聚氨酯固一固相变材料的研究口].华东理工大学,2006,32(2):19716赵建国.聚乙二醇/膨胀石墨相变储能复合材料rJ].现代化工,2008(9):3417何天白,胡汉杰.功能高分子与新技术[M].北京:化学工业出版社,2001:17818SuJunfeng.SynthesisofpolyurethanemicroPCMscontai—ningn-octadecanebyinterfacialpolycondensation:Influence ofstyrene-maleicanhydrideasasurfactant[J].ColloidsSurfA-PhysicochemEng,2007,299(1-3):26819吴刚,郑强,江磊,等.HDPE氧化交联与动态流变行为[J].高等学校化学,2004(4):35720SonCH.Thermalconductivityenhancementofsolid-solid phasematerialsforthermalstorage[J].ThermophysicHeat Transfer,1991,5(1):12221郭静,李楠.高分子基相变储能材料的研究进展[J].合成纤维,2008(5):2722MohammedMFarid,AmarMKhudhair,SiddiqueAliK.A reviewonphasechaneenergystornge:materialandapplica—tionsEJ].EnergyConversionManagement,2004,45(910):159723邓卓,卢英先.结晶性高聚物作为相变材料的应用[J].中国塑料,1995,9(4):1724田胜力,张东,肖德炎.硬脂酸丁酯/多孔石墨定形相变储能材料[J].节能,2005(11):525VigoTkAntimiorobialmaterials[J].PolymNews,1996,21(3):8226VigoTL.Intelligentfibroussubstrateswiththermalanddi—mensionalmemories[J].PolymAdvTechn,1997,8(5):28127姜勇,丁恩勇,黎国康.一种新型的相变储能功能高分子材料[J].高分子材料科学与工程.2001,17(3):17328王忠,陈立贵,付蕾,等.接枝共聚法制备PEG/CDA高分子固一固相变材料及其表征[J].化工新型材料,2008(4):4229王艳秋,张恒中,朱秀林.化学法制备固一固相转变材料[J]. 精细石油化工进展,2005(12):3330徐金军,等.PMMA-g-PEG的制备及其相转变性能研究口]. 化工新型材料,2008(8):5131周光宇,胡吉,朱美芳,等.PET—PEG共聚物相变性能的研究.[J].合成纤维,2005(3):132Salyer.Phasechangematerialincorporatedthroughtthe structureofpolymerfiber:US,5885475[P].1999—03～2333CampbellC,eta1.Crystallinityofuniforrntriblockoxyethy- lene/methylene/oxyethyleneoligomersstudiedbyX-raydif—fraction,differentialscanningcalorimetryandramanspec—troscopy[J].DieMakromolekulareChem,2003,194(3):79934张梅.接枝共聚法制备聚乙二醇(PEG/聚乙烯醇(PV A)高分子固一固相变材料性能研究[J].高等学校化学,2005,26(1):17O35粟劲苍.聚氨酯固一固相变材料的研究[D].湘潭:湘潭大学, 2003。
硕士研究生导师北京科技大学化学与生物工程学院
化学与化学工程系化学是现代科学体系的重要基础学科之一，其应用也与人类生产生活息息相关。
它的发展支撑了人类社会的可持续发展，引领了科学与技术进步，架起了生命科学的桥梁，推动了新材料的开发和应用。
目前，化学还在能源、环境、制药、信息等领域得到了广泛的发展。
北京科技大学化学学科世界排名连续3年进前1%，学校每年发表的高水平论文中近一半来自于化学学科。
化学学科现有专任教师52人，其中中组部“千人计划”两人，“有突出贡献中青年专家”1人，教育部长江学者1人，国家杰出青年基金项目获得者2人，教育部新世纪人才6人，北京市科技新星4人。
化学专业依托化学一级学科博士点（理学），化学一级学科硕士点（理学），化学工程与技术一级硕士点（工学），化学工程硕士点（工学）。
现有北京市重点交叉学科“光电信息材料与器件”和北京市重点实验室“功能分子与晶态材料科学与应用”等实验室。
另外，还有材料化学、环境化学、药物合成化学、能源化学、发光材料、计算化学等研究与开发平台。
实验室总面积约2500m2，各种仪器设备总值近3500余万元。
1979年化学学科开始招收硕士研究生。
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边永忠（化学系，化学专业和化学工程与技术专业）教授，博士生导师。
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主要研究方向：卟啉酞菁类化合物、富勒烯及纳米碳管的配位化学和超分子化学，以及这些大型共轭体系在功能分子材料及器件方面的应用基础研究。
纳米Pd／PEG复合材料棒状结构的制备与表征
／ Ｇ ｌｃ ｌｒｗｅｇ ｔｃ ｍｐ ｉ ＰＥ ｏ ｍｏｅ ｕａ ｉｈ ｏ ｓｔ ｆ ｅ
到一定浓度后进行 ｕ Ｖｓ Ｖ— ｉ测试 ； 将纳米 Ｐ／ Ｅ ｄ Ｐ Ｇ复 合材料 真空 干燥 ， 进行 Ｘ Ｄ Ｒ （日本 岛津公 司 ） 测试 ， 扫 描波 长 ＝ ０ １ ０ ｍ， 描范 围 ２ ．５４６ｎ 扫 从 ｌ。 ８ 。 Ｏ到 ５ ； 把反 应后纳 米 Ｐ／ Ｅ ｄ Ｐ Ｇ稀 释到一 定 浓度 ， 一滴 液体 取 滴在 ３０ 目铜 网上 ， 其 干燥 后 在 Ｊ Ｍ 一２ １ 高 ０ 待 Ｅ ００型 分辨 透射 电 子显 微 镜 （ 日本 电子 株 式 会 社 ） 观 察 ； 上 取微 量干 燥后 的纳 米 Ｐ／ Ｅ ｄＰ Ｇ复合 材 料 粉 末 粘 附在 双面胶上 ， Ｔｅ ｏＥ Ｃ Ｌ Ｂ２０型 ｘ射线光电子 在 ｈｒ Ｓ Ａ Ａ ５ ｍ 能谱仪（ 国Ｔ ｅ ｏ 美 ｈｒ 公司） ｍ 上进行 Ｘ Ｓ Ｐ 测试 ， 试验采 用Ｍ 靶Ｋ ｇ 仅作为 Ｘ射线激发源 ， Ｃ 作为参 比线。 以 ｌ ｓ
第２ ６卷第 ２期 ２１ ０ ２年 ２月
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聚苯乙烯_聚乙二醇蜂窝状有序膜的制备与表征
中国科学 B 辑:化学 2008年 第38卷 第12期: 1081 ~ 1087 1081《中国科学》杂志社SCIENCE IN CHINA PRESS聚苯乙烯/聚乙二醇蜂窝状有序膜的制备与表征万灵书, 柯蓓蓓, 李晓凯, 孟祥麟, 章路遥, 徐志康*浙江大学高分子系, 高分子合成与功能构造教育部重点实验室, 杭州 310027 * 联系人, E-mail: xuzk@收稿日期：2008-09-22; 接受日期：2008-11-05国家自然科学基金(批准号：50803053)、国家杰出青年科学基金(批准号：50625309)和国家大学生创新性实验计划资助项目摘要 通过水辅助法制备了聚苯乙烯/聚乙二醇(PS/PEG)蜂窝状有序膜, 并研究了亲水性PEG 在膜表面的富集现象及其抗蛋白质吸附行为. 采用场发射扫描电子显微镜表征了水洗前后膜表面的形貌变化, 发现水溶性PEG 主要沉积于膜孔孔壁. 原子力显微镜相位图直观证实了PEG 在蜂窝状膜表面的富集现象. 激光共聚焦显微镜结果表明, PEG 富集区域具有抗罗丹明标记牛血清清蛋白吸附的能力. 同时还发现了水蒸汽出口的改进可以获得较大的相对湿度与气流稳定性, 从而提高成膜品质、改善成膜重复性.关键词蜂窝状膜 水辅助法 表面富集 聚苯乙烯 聚乙二醇1 前言1994年, Francois 等人首次以二硫化碳为溶剂, 在高湿度条件下制备了基于星形聚合物的蜂窝状有序膜[1]. 这一方法被称作“breath figure ”法、水辅助法(water-assisted method)或水滴模板法(water drop templating method), 引起了广泛的研究兴趣[2~6]. 蜂窝状有序膜具有规整的孔结构, 在纳米粒子组装[7~9]、模板材料[10,11]、光学材料[12~15]、组织工程材料[16~22]、分子印迹膜[23]、仿生表面[18,24]以及超疏水表面[25]等方面展现出良好的应用前景.早期的研究认为, 只有一些结构特殊的聚合物如星形聚合物才能有效形成蜂窝状有序膜, 它们的共同特点是具有较高的链段密度[26,27]. 随后的研究发现, 带有极性端基或亲水性嵌段的线形聚合物也能形成结构规整的蜂窝状膜, 而添加表面活性剂或亲水性添加剂可以促进结构规整的蜂窝状膜的制 备[26~28]. 此外, 在优化条件下不含任何极性端基的线形聚苯乙烯(PS)亦可形成蜂窝状有序膜[29]. 但具有较高链段密度或含有极性组分的聚合物可以有效稳定微滴而阻止其聚结, 因此其成膜条件相对要求不高, 给蜂窝状有序膜的制备带来极大的便利[26,27].对含极性组分的体系, 亲水嵌段或亲水添加剂富集于孔壁, 而膜的外表面仍表现出一定的疏水性(如PS 表面)[26]. 一系列双亲嵌段共聚物已经被用于蜂窝状有序膜的制备, 其表面富集行为得到了一定的关注[24,30~33]. 例如, Cui 等人[34]研究了基于PS/聚乙烯基吡啶的蜂窝状膜的制备及水诱导下表面形貌的可逆变化. 最近, Kim 等人[35]制备了PS/聚乙二醇(PEG)蜂窝状膜. 他们通过凝胶渗透色谱测定了微滴周围的组分, 其结果初步表明PEG 富集于膜孔周围. 我们认为, 如能直接提供PEG 在膜表面的分布情况, 则有利于进一步理解双亲体系的成膜机理. 同时, 考虑到PEG 具有显著的抗蛋白质吸附能力, 研究蛋白质在上述蜂窝状膜表面的吸附情况也具有重要意义. 因此, 我们在对实验装置进行改进的基础上制备了PS/PEG 蜂窝状膜, 进而通过扫描电镜、原子力显微万灵书等: 聚苯乙烯/聚乙二醇蜂窝状有序膜的制备与表征1082镜和激光共聚焦显微镜来阐明PEG 在膜表面的分布与抗蛋白质吸附行为.2 实验部分2.1 原材料聚苯乙烯(PS, M W = 235,000 g/mol, MWD =2.89)由镇江奇美化工提供. 聚乙二醇(PEG, M W = 400 g/mol)购自国药集团, 直接使用. PET 基膜由杭州磁带厂提供, 丙酮洗净后使用. 罗丹明标记牛血清清蛋白(RBITC-BSA)为生物试剂, 从北京博奥森生物技术有限公司购买. 实验用水为ELGA LabWater 系统生产的超纯水(18 M Ω).2.2 蜂窝状有序膜的制备PS 和PEG 以重量比7/3溶解于甲苯配置成 5 wt.%的均匀溶液. 将大约100 µL 聚合物溶液涂 于PET 基片, 在一定湿度条件下放置数分钟待溶剂蒸发后即得蜂窝状膜, 迎光观察膜面出现彩光. 用CEM 公司DT-321S 型温湿度计记录实验温度和相对湿度.2.3 表征膜表面形貌通过场发射扫描电子显微镜 (FESEM, Sirion-100, FEI, USA)观察, 在观察前喷金处理. 原子力显微镜(AFM, SEIKO SPI3800N)在轻敲模式下进行测试, 同时得到高度图(height image)与相位图(phase image). BSA 吸附实验按下述步骤进行. 首先将RBITC-BSA 溶解于磷酸缓冲溶液(PBS, pH=7.36, 0.01 M)配置成0.03 mg/mL 的溶液. 然后将蜂窝状膜置于上述溶液中, 室温下吸附12 h. 经洗涤后通过激光共聚焦显微镜(LSCM, Leica DMI 6000)观察膜表面荧光强度以及发射区域以研究蛋白质吸附行为.3 结果与讨论如前所述, 对于不具有特殊链结构、不含有极性端基或极性嵌段的聚合物, 其成膜条件较为苛刻, 必须在优化条件下才能获得规整性较好的蜂窝状膜[26], 而且其重复性往往也不尽如人意. 聚合物本身的性质包括其微结构和分子量、聚合物溶液浓度、溶剂种类、温度、湿度等条件对最终形成的膜的品质具有重要影响. 一般情况下, 对于某一选定体系, 高度规整蜂窝状膜的获得需要较高的相对湿度, 而成膜稳定性则主要受到气流稳定性的影响. 因此, 对气流的 相对湿度和稳定性进行精确控制是实验成败的关键之一.在实验中我们发现出气漏斗对气流稳定性和相对湿度值有较大影响, 从而影响到成膜的重复性和膜孔排列的有序性. 因此, 我们比较了三种类型的出气漏斗(图1), 分别为普通漏斗、带滤片的漏斗和倒酒杯型漏斗. 在出气口处测得的相对湿度如图2所示. 从中可以看出, 使用文献中报道的普通漏斗时气流图1 蜂窝状有序膜实验装置示意图(a) 普通漏斗; (b) 带滤片的漏斗; (c) 倒酒杯型漏斗图2(a) 普通漏斗; (b) 带滤片的漏斗; (c) 倒酒杯型漏斗作为出气口时气流的相对湿度和稳定性(流速2 L/min, 温度26.5℃, 环境相对湿度~60%)中国科学 B 辑: 化学 2008年 第38卷 第12期1083较为稳定, 所能达到的相对湿度也较高; 使用带滤片的漏斗时, 气流变得不稳定, 且相对湿度较低; 而倒酒杯型漏斗则能同时提供稳定的气流和最高的相对湿度. 实验结果也表明, 使用倒酒杯型漏斗作为出气口不但可以在一定程度上促进具有高度规整结构的蜂窝状膜的形成, 而且具有更好的重复性, 成膜面积也更大.图3为所制备PS/PEG 蜂窝状有序膜表面水洗前后的扫描电镜照片. 众所周知, 图中的电镜照片本身并不具备化学组成敏感性, 但考虑到体系中PS 不溶于水而PEG 易溶于水, 比较水洗前后样品表面形貌的变化可以在一定程度上提供PEG 在膜表面的分布信息. Kim 等人[35]也通过扫描电镜观察了膜表面结构, 由于放大倍数较低, 未能提供有关膜孔的细节. 图3低放大倍率照片也证实了这一点(图3 (a)~(d)). 但在2万倍下观察则可以看出水洗前后膜孔内部形貌的变图3 PE/PEG 蜂窝状有序膜表面场发射扫描电子显微镜照片(a), (c), (e)和(b), (d), (f)分别为水洗之前和水洗24 h 后的样品万灵书等: 聚苯乙烯/聚乙二醇蜂窝状有序膜的制备与表征1084化. 在水洗前, 膜孔内部表层较为粗糙, 推测为成膜过程中水滴挥发后水溶性PEG 的沉积层. 水洗后, 该沉积层消失. 从图3还可以看出, 水洗并不会破坏蜂窝状膜的规整性.进一步通过原子力显微镜考察了PEG 在蜂窝状膜孔内的富集情况, 图4为轻敲模式下水洗前和水洗2 h 、24 h 后的样品的原子力显微镜高度图和相位图. 一般来说, 原子力显微镜高度图提供样品表面粗糙度的有关信息; 而相位图则能区分样品表面较为精细的结构[36], 如化学异相表面的不同“软”、“硬”区域, 并通过明暗对比来显示[37]. 从高度图(图4上排)可以看出, 无论水洗与否, 膜表面具有类似的孔洞结构. 然而从相位图中则可以明显看出水洗对样品的影响. 对水洗前的样品(图4(a)), 孔洞区域较亮, 呈现规则的圆形. 水洗2 h 后, 圆形区域仍清晰可见, 但其中一部分区域颜色变暗, 即部分PEG 被洗去. 延长水洗时间至24 h, 几乎整个区域都变暗. 由此可见,原子力显微镜研究结果与扫描电镜结果相符, 直观地揭示了PEG 的分布区域.众所周知, PEG 具有优异的抗蛋白质吸附能力. 如果PEG 富集于膜孔内, 则膜孔孔壁与膜外表面的抗蛋白质吸附能力必然具有一定的差异. 因此, 我们研究了罗丹明标记牛血清清蛋白(RBITC-BSA)在水洗前后PS/PEG 蜂窝状膜表面的吸附行为. 首先需要指出的是, 实验中已经考虑了不同焦平面对荧光图像的影响. 图5(a), (b)为未吸附蛋白质的空白样, 图5(c)为水洗前的膜表面吸附RBITC-BSA 后的荧光照片. 可以看出, 由于膜孔孔壁主要为具有优异抗蛋白质吸附能力的PEG, 荧光发射主要发生自膜外表面, 即PS 富相. 在经水洗后的样品表面进行RBITC-BSA 吸附实验, 则发现膜孔内部吸附了较多蛋白质, 同时膜外表面仍然存在蛋白质吸附现象(图5(d)). 这一结果再次证实了亲水性PEG 在水辅助法成膜过程中的富集行为.图4 PE/PEG 蜂窝状有序膜表面原子力显微镜高度图(上)和相位图(下)(a) 水洗前; (b) 水洗2 h 后; (c) 水洗24 h 后中国科学 B 辑: 化学 2008年 第38卷 第12期1085图5 PE/PEG 蜂窝状有序膜表面激光共聚焦显微镜照片(a) 水洗前; (b) 水洗24 h 后; (c) 水洗前吸附RBITC-BSA; (d) 水洗24 h 后吸附RBITC-BS4 结论采用水辅助法成功制备了PS/PEG 蜂窝状有序膜. 以倒酒杯型漏斗作为出气口可以获得较为稳定且具有较大相对湿度的气流, 从而提高成膜品质、改善成膜重复性. 扫描电镜和原子力显微镜相位图结果证实了亲水性组分PEG 在膜孔孔壁的富集现象. 荧光标记蛋白质在膜表面的吸附同样证实PEG 主要富集于膜孔孔壁. 利用亲水组分在膜孔孔壁的富集行为可望发展一种制备图案化生物功能膜表面的新方法, 实现蛋白质的在选择性区域的识别与吸附, 我们将在此方面开展进一步研究.参考文献1 Widawski G, Rawiso M, Francois B. Self-organized honeycomb morphology of star-polymer polystyrene films. Nature, 1994, 369(6479): 387—3892 陶长元, 刘弘炜, 杜军, 刘作华, 唐金晶. 水滴模板法制备蜂窝状结构多孔膜的研究进展. 功能材料, 2007, 38: 2140—2142 3田野, 施艳荞, 曾一鸣, 矫庆泽, 王晓琳. 高湿度条件下蜂窝状孔结构的形成与控制. 膜科学与技术, 2005, 25(5): 78—84万灵书等: 聚苯乙烯/聚乙二醇蜂窝状有序膜的制备与表征4 赵晓勇, 蔡晴, 石桂欣, 施艳荞, 陈观文. 水蒸气辅助法制备LA-GA共聚物蜂窝状多孔膜. 膜科学与技术, 2004, 24(2): 1—65 田野, 施艳荞, 丁怀宇, 曾一鸣, 矫庆泽, 王晓琳. 水蒸汽辅助法制备PLLGA蜂窝状多孔膜. 功能高分子学报, 2005, 18(3):414—4196 王丽华, 韩旭彤, 田野, 丁怀宇, 施艳荞. 可溶性聚酰亚胺规整多孔膜的制备. 天津工业大学学报, 2008, 27(3): 22—247 Bashmakov I A, Govor L V, Solovieva L V, Parisi J. Preparation of self-assembled carbon network structures with magnetic nanopar-ticles. Macromol Chem Phys, 2002, 203(3): 544—5498 Boker A, Lin Y, Chiapperini K, Horowitz R, Thompson M, Carreon V, Xu T, Abetz C, Skaff H, Dinsmore A D, Emrick T, Russell TP. Hierarchical nanoparticle assemblies formed by decorating breath figures. Nature Mater, 2004, 3(5): 302—3069 Yu C L, Zhai J, Li Z, Wan M X, Gao M Y, Jiang L. Water-assisted self-assembly of polyaniline/Fe3O4 composite honeycomb struc-tures film. Thin Solid Films, 2008, 516(15): 5107—511010 de Boer B, Stalmach U, Nijland H, Hadziioannou G. Microporous honeycomb-structured films of semiconducting block copolymersand their use as patterned templates. Adv Mater, 2000, 12(21): 1581—158311 Connal L A, Qiao G G. Preparation of porous poly(dimethylsiloxane)-based honeycomb materials with hierarchal surface features andtheir use as soft-lithography templates. Adv Mater, 2006, 18(22): 3024—302812 Park M S, Kim J K. Broad-band antireflection coating at near-infrared wavelengths by a breath figure. Langmuir, 2005, 21(24):11404—1140813 Yabu H, Shimomura M. Simple fabrication of micro lens arrays. Langmuir, 2005, 21(5): 1709—171114 Ghannam L, Garay H, Francois J, Billon L. New polymeric materials with interferential optical properties. Macromol Chem Phys,2007, 208(13): 1469—147915 Liu C H, Gao C, Yan D Y. Honeycomb-patterned photoluminescent films fabricated by self-assembly of hyperbranched polymers.Angew Chem Int Ed, 2007, 46(22): 4128—413116 Nishikawa T, Nishida J, Ookura R, Nishimura S I, Wada S, Karino T, Shimomura M. Mesoscopic patterning of cell adhesive sub-strates as novel biofunctional interfaces. Mater Sci Eng C-Biomimetic Supramol Syst, 1999, 10(1-2): 141—14617 Beattie D, Wong K H, Williams C, Poole-Warren L A, Davis T P, Barner-Kowollik C, Stenzel M H. Honeycomb-structured porousfilms from polypyrrole-containing block copolymers prepared via RAFT polymerization as a scaffold for cell growth. Biomacro-molecules, 2006, 7(4): 1072—108218 Nishikawa T, Nishida J, Ookura R, Nishimura S I, Wada S, Karino T, Shimomura M. Honeycomb-patterned thin films of amphiphilicpolymers as cell culture substrates. Mater Sci Eng C-Biomimetic Supramol Syst, 1999, 8-9: 495—50019 Tanaka M, Nishikawa K, Okubo H, Kamachi H, Kawai T, Matsushita M, Todo S, Shimomura M. Control of hepatocyte adhesion andfunction on self-organized honeycomb-patterned polymer film. Colloid Surf A, 2006, 284: 464—46920 Sunami H, Ito E, Tanaka M, Yamamoto S, Shimomura M. Effect of honeycomb film on protein adsorption, cell adhesion and prolif-eration. Colloid Surf A, 2006, 284: 548—55121 Nishida J, Nishikawa K A, Nishimura S, Wada S, Karino T, Nishikawa T, Ijiro K, Shimomura M. Preparation of self-organized mi-cro-patterned polymer films having cell adhesive ligands. Polym J, 2002, 34(3): 166—17422 Yamamoto S, Tanaka M, Sunami H, Arai K, Takayama A, Yamashita S, Morita Y, Shimomura M. Relationship between adsorbed fi-bronectin and cell adhesion on a honeycomb-patterned film. Surf Sci, 2006, 600(18): 3785—379123 Lu Y, Zhao B H, Ren Y, Xiao G S, Wang X D, Li C X. Water-assisted formation of novel molecularly imprinted polymer membraneswith ordered porous structure. Polymer, 2007, 48(21): 6205—620924 Stenzel M H, Davis T P. Biomimetic honeycomb-structured surfaces formed from block copolymers incorporating acryloyl phos-phorylcholine. Aust J Chem, 2003, 56(10): 1035—103825 Yabu H, Takebayashi M, Tanaka M, Shimomura M. Superhydrophobic and lipophobic properties of self-organized honeycomb andpincushion structures. Langmuir, 2005, 21(8): 3235—323726 Stenzel M H, Barner-Kowollik C, Davis T P. Formation of honeycomb-structured, porous films via breath figures with differentpolymer architectures. J Polym Sci Part A: Polym Chem, 2006, 44(8): 2363—237527 Bunz U H F. Breath figures as a dynamic templating method for polymers and nanomaterials. Adv Mater, 2006, 18(8): 973—98928 Tian Y, Liu S, Ding H Y, Wang L H, Liu B Q, Shi Y Q. Formation of deformed honeycomb-patterned films from fluorinated polyim-ide. Polymer, 2007, 48(8): 2338—23441086中国科学B辑: 化学 2008年第38卷第12期29 Peng J, Han Y C, Yang Y M, Li B Y. The influencing factors on the macroporous formation in polymer films by water droplet tem-plating. Polymer, 2004, 45(2): 447—45230 Hernandez-Guerrero M, Davis T P, Barner-Kowollik C, Stenzel M H. Polystyrene comb polymers built on cellulose orpoly(styrene-co-2-hydroxyethylmethacrylate) backbones as substrates for the preparation of structured honeycomb films. Eur Polym J, 2005, 41(10): 2264—227731 Wang C Y, Mao Y D, Wang D Y, Qu Q S, Yang G J, Hu X Y. Fabrication of highly ordered microporous thin films by PS-b-PAAself-assembly and investigation of their tunable surface properties. J Mater Chem, 2008, 18(6): 683—69032 Nishikawa T, Nishida J, Ookura R, Nishimura S I, Scheumann V, Zizlsperger M, Lawall R, Knoll W, Shimomura M. Web-structuredfilms of an amphiphilic polymer from water in oil emulsion: Fabrication and characterization. Langmuir, 2000, 16(3): 1337—1342 33 Tian Y, Dai C, Ding H Y, Jiao Q Z, Wang L H, Shi Y Q, Liu B Q. Formation of honeycomb films from poly(L-lactiae)-block-poly(ethylene glycol) via water-droplet templating. Polym Int, 2007, 56(7): 834—83934 Cui L, Xuan Y, Li X, Ding Y, Li B Y, Han Y C. Polymer surfaces with reversibly switchable ordered morphology. Langmuir, 2005,21(25): 11696—1170335 Kim J K, Taki K, Ohshima M. Preparation of a unique microporous structure via two step phase separation in the course of drying aternary polymer solution. Langmuir, 2007, 23(24): 12397—1240536 Bar G, Thomann Y, Brandsch R, Cantow H J, Whangbo M H. Factors affecting the height and phase images in tapping mode atomicforce microscopy. Study of phase-separated polymer blends of poly(ethene-co-styrene) and poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide).Langmuir, 1997, 13(14): 3807—381237 Fasolka M J, Banerjee P, Mayes A M, Pickett G, Balazs A C. Morphology of ultrathin supported diblock copolymer films: Theory andexperiment. Macromolecules, 2000, 33(15): 5702—57121087。
柔性碳基复合纳米纤维膜光催化降解PET纤维与析氢
柔性碳基复合纳米纤维膜光催化降解PET 纤维与析氢作者：朱永军, 宋立新, 熊杰来源：《丝绸》2022年第10期摘要：为了解决聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）微纤维对陆地和海洋环境污染问题，文章通过静电纺丝和水热法等制备的柔性多晶型磷化镍/二氧化钛/碳（Ni2P-NiP2/TiO2/C）纳米纤维膜为光催化剂，在太阳能作用下将PET微纤维悬浮液转化为有机小分子，同时产生绿色能源H2。
研究结果显示：连续均匀的纳米纤维中嵌入TiO2纳米颗粒，Ni2P-NiP2包覆在TiO2/C纳米纤维表面。
该纳米纤维膜具有良好的柔韧性和优异的光吸收性能，在碱性水溶液条件下可将PET纤维降解为有机小分子，同时水解产生H2。
此外，柔性Ni2P-NiP2/TiO2/C纳米纤维膜易从溶液中分离出来，可以回收利用，多次循环回收后仍能保持稳定的析氢性能。
此举将一种廉价且可回收的复合光催化剂应用于废弃PET纤维的回收再利用，同时为绿色制氢提供了参考。
关键词：光催化;聚酯纤维回收;析氢;柔性纳米纤维薄膜;可回收光催化剂;金属磷化物中图分类号： TQ342.21; X783.1文献标志码： A文章编号： 10017003（2022）10006608引用页码： 101109DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2022.10.009聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）被广泛用于纺织纤维、薄膜和包装瓶[1-2]，也是目前塑料产业中消耗量和废弃率最高的塑料品种之一[3-4]。
特别是废弃的PET纤维，由于其自身难以降解的致命弱点，给生态环境带来了巨大影响。
近年来，随着环保意识不断增强，PET的回收再利用成为研究的热点[5-6]。
目前，回收PET的方法有热机械回收、糖酵解、氨酵解、甲烷酵解和水解转酯化等[7]。
上述化学回收法会形成难以分离的副产品，并且需要大量的溶剂和过量的降解剂。
尽管如此，PET的回收效率仅50%，因此迫切需要开发更高效的回收技术。
PET蒙脱土纳米复合材料的制备与结晶性能研究的开题报告
PET蒙脱土纳米复合材料的制备与结晶性能研究的开题报告题目：PET蒙脱土纳米复合材料的制备与结晶性能研究1. 研究背景聚对苯二甲酸乙二酯（PET）是一种常见的高分子材料，具有良好的可塑性、耐热性和耐化学性等特点。
然而，PET的机械性能和阻燃性较差，无法满足一些特殊应用领域的要求。
为了改善PET的性能，研究人员采用了添加纳米填料的方法，其中蒙脱土作为一种常见的无机纳米填料，可以显著改善聚合物的力学性能、热性能和耐燃性能等方面的性质。
2. 研究内容本研究旨在通过溶液混合法制备PET蒙脱土纳米复合材料，并研究纳米填料对PET材料结晶性能的影响。
具体研究内容如下：（1）制备PET蒙脱土纳米复合材料，调控纳米填料的添加量和分散度，研究其物理性能和热性能。
（2）研究纳米填料对PET材料的结晶行为的影响，比较纳米复合材料和纯PET材料的晶体形貌、结晶热力学性质等。
（3）深入探究PET蒙脱土纳米复合材料的力学性能、热稳定性和耐燃性等性能，与纯PET材料进行比较，评价纳米填料对聚合物综合性能的改善效果。
3. 研究意义本研究对于深入了解纳米填料对聚合物性能的影响，提高聚合物工程材料的性能，推动纳米材料在材料科学中的应用具有重要意义。
此外，研究结果还可以为开发更高性能的PET基复合材料提供参考和指导。
4. 研究方法本研究将采用溶液混合法制备PET蒙脱土纳米复合材料，利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等对样品进行形貌和结晶性能的表征，热分析仪（TGA）和差热分析仪（DSC）等对其热性能进行测试。
同时，还将对PET蒙脱土纳米复合材料的力学性能、热稳定性和耐燃性等进行测试，比较与纯PET材料的差异。
聚苯乙烯纳米复合材料的制备与固体核磁共振_李新娟
J ou rnal of Fu nctional Polymers2010年12月聚苯乙烯纳米复合材料的制备与固体核磁共振李新娟1, 尚学芳2, 单雯雯3, 贾献彬1(1.河南师范大学化学与环境科学学院,河南新乡453007;2.新乡医学院基础部,河南新乡453007;3.华北水利水电学院数学与信息科学学院,郑州453001)摘 要: 根据“功能化”有机蒙脱土概念,采用磁力搅拌和超声搅拌两种不同的搅拌方法,分别制得了插层型和剥离型聚苯乙烯纳米复合材料。
XRD和T EM测试结果显示,通过超声方法制得的聚苯乙烯复合材料具有很好的分散性,并且具有完全剥离的结构。
另外,根据蒙脱土中Fe3+对复合材料中聚合物质子驰豫大小的影响,利用固体NM R质子弛豫的计算方法定量表征了聚苯乙烯纳米复合材料中有机土的分散性。
结果证明,随着有机土在聚合物中的分散度增加,质子弛豫时间(T H1)逐渐减小。
同时,通过NM R质子驰豫时间测量得到的结果和电镜结果相吻合。
关键词: 聚苯乙烯;蒙脱土;复合材料;固体核磁共振中图分类号: O63 文献标志码: A 文章编号: 1008-9357(2010)04-0380-05Material Preparation and Solid State NMR Characterisation ofPolystyrene NanocompositesLI Xin-juan1, SHA NG Xue-fang2, SH AN Wen-wen3, JIA Xian-bin1(1.College of Chemistry and Environm ental Science,Henan Norm alUnive rsity,Xinxiang453003,Henan,China;2.Depa rtment of Basic Courses,Xinxiang Medical U niversity,Xinxiang453003,H enan,China;3.College of M athematics and Info rm atio n Science,Nor th China Institute o f Water Co nse rv ancyand Hy droelectric Powe r,Zheng zhou450011,China)Abstract: Based on“functio nal m ontm orillonite”concept,intercalated and exfoliated po ly sty rene nano-co mpo sites w ere prepared by m ag netism mixing and ultrasonic mixing.The XRD and TEM results show that ultraso nic mix ing fav ors the dispersion of o rganic-clay in poly styrene,and w ell-ex foliated poly styrene nanocomposites can be prepared.Based on the pa ramag netic effect of Fe3+in the M M T layers on the relax-atio n tim e o f protons(T H1),the ex fo liation degree o f the nanocomposites w ere investigated by pro to n relaxation experiments.The NM R result proves that T H1decreases with the clay dispersion deg ree increas-ing and the dispersio n deg ree of org anic-clay in the po lymer can be de terminated by the T H1v alues quantitatively.The NM R relaxa tion result is in g ood ag reement with the T EM result.Key words: poly sty rene;m ontm orillonite;nanocomposite;solid state NM R 目前聚合物纳米复合材料的制备是高分子材料改性的研究热点,通过加入蒙脱土(M M T)制得剥离型复合材料能够有效增加材料的硬度、抗燃性等[1-6]。
PVA／Au纳米复合纤维的制备及表征
制备 Ｐ Ａ Ａ Ｖ ／ ｕ溶液 ， 通过静电纺丝制备 了 Ｐ ／ ｕ纳米复合纤维。利用紫外可见光谱仪 、 明电镜 和扫描 电 ＶＡ Ａ 透 镜对 Ｐ Ａ Ａ Ｖ ／ ｕ纳米复合纤维进行 了表征。结果表 明 ： 随着 ＨＡ Ｃ 浓度 的增加 ， ｕ纳 米粒子 的粒径 逐渐增 ｕ１ Ａ 大 ； ｕ１ ＨＡ Ｃ４的浓度对纳米复合纤维的形貌影响较 大， ＨＡ Ｃ 浓度较低或较 高时 ， 在 ｕ１ 均可 以获得 直径较为均
取 ＨＡ Ｃ 水溶 液 加 人 体 系 中 ， 系 颜 色 由无 色 ｕ１ 体 迅 速变 为 暗红 色 ， 后 搅 拌 继 续 反 应 ２ｈ 备 用 。 然 ，
得到的 Ｐ Ａ Ａ Ｖ ／ ｕ溶液 各试 样 的组成 见表 １ 。
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ —２；修 改稿 收到 日期 ：０ １Ｏ －０ ２ １． ８ ０ ２ １ ・ １２ 。
矩 流变仪 。
聚 乙烯醇 （ Ｖ 是 水 溶 性 高 分 子 ， Ｐ Ａ） 具有 良好 的生 物相 容性 和 生物 降解 性 ， 已在 生 物 医用 材 料
中广 泛 应 用 ， 此 Ｐ Ａ 常 被 用 来 进 行 静 电 纺 因 Ｖ 丝 ＿ 。Ｐ Ａ 与 其 他 高 分 子 化 合 物 如 尼 龙 ８ Ｖ
研 究 与 开 发
Ｃ成Ｙ Ｅ １（３Ｙ Ｈ 维 ０ＲＮＴ 合 纤ＴｎＦ３）— Ｉ Ｓ工Ｃ１４ＤＲ Ｎ Ｎ 业 Ｉ ：３ Ａ Ｈ，Ｂ ２４７ ２，ＩＳ Ｅ Ｕ
Ｐ ＡＡ Ｖ ／ ｕ纳 米 复 合 纤 维 的 制 备 及 表 征
吴 涛 钱 ， 琛
（． １扬州工业 职业技术 学院 ， 江苏 扬州 ２５ ２ ； ．江苏省环境材料与环境工程重点实验室 ，江苏 扬州 ２ ５０ ） ２ １７ ２ ２ ０ ２
纳米Si02／蓖麻油封端聚氨酯／环氧树脂复合体系的合成及表征
增多， 不 仅污染 环 境 ， 危 害人 们 的身心 健 康 ， 还 会 影 响 机床 的加 工精度 ， 加速 结构 的疲劳 损坏 和失 效 ， 缩短 机 器寿命 等 。阻尼 技 术 是 控 制 结 构 共 振 的最 有 效 的方
法， 是解 决减 振 问题 的重 要手段 ［ １ 。 高分 子材料 由于在 玻璃 化转 变 区域具 有 良好 的阻
ＴＤＥ 一 ８ ５环 氧 树 脂 共 混 ， 组 成纳米 Ｓ ｉ Ｏ ／ 蓖 麻 油 聚 氨
高强度和低温下粘接效 果好等优点 ， 而得 到了广 泛的应 用 。综合 两者 的优 势 ， 利 用 聚 氨 酯 与环 氧 树 脂 相 互改 性， 可 以得 到性 能优 异 的材 料 。添 加纳 米 Ｓ ｉ Ｏ。 可 提 高 材 料 的阻尼 因子 和模量值 ， 又 可提高 材料 的耐 磨性 、 拉 伸强度 、 冲击 强度 、 热分 解温度 和力学性 能 ， 达 到增强增
优异 。
关键 词 ： 阻尼材 料 ； 纳米 Ｓ ｉ Ｏ ； 活 性稀 释 剂 ； 聚 氨酯 ；
ＴＤＥ 一 ８ ５环 氧 树 脂
中图分类 号 ： Ｔ Ｑ４ ３ ３ ． ４ ３ ７ ； ＴＧ４ ３ ３ ． ４ ３ ６ 文 献标识 码 ： Ａ
ＤＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ９ ７ ３ １ ． ２ ０ １ ３ ． １ ２ ． ０ ２ ２
（ １ ．西 南科技 大学 材料 科学 与工程 学 院 ， 四川 绵 阳 ６ ２ １ ０ １ ０ ； ２ ．中国工程 物理研 究 院激光 聚变研究 中心 ， 四川 绵 阳 ６ ２ １ ９ ０ ０ ； ３ ．西南科 技大 学 中 国工 程物理 研究 院激光 聚变研 究 中心 ， 极端 条件 物质特 性联合 实验室 ， 四川 绵 阳 ６ ２ １ ０ １ ０ ）
一种功能化纳米复合膜的制备方法及应用[发明专利]
![一种功能化纳米复合膜的制备方法及应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5e4393cb482fb4daa48d4b04.png)
专利名称：一种功能化纳米复合膜的制备方法及应用专利类型：发明专利
发明人：刘新会,邓圣,林欣,廖建波
申请号：CN201910355305.7
申请日：20190429
公开号：CN110257944A
公开日：
20190920
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于纳米复合膜高分子材料生产技术领域，尤其涉及一种功能化纳米复合膜的制备方法及应用。
制备方法包括：酸化多壁碳纳米管；将酸化后的多壁碳纳米管加入水中，先加入碳二亚胺和N‑羧基琥珀酰亚胺，水浴超声；再加入功能化试剂，磁力搅拌后取出；离心、干燥，得到功能化多壁碳纳米管；将亲水性聚合物加入N＇N‑二甲基甲酰胺溶液中，磁力搅拌后，加入功能化多壁碳纳米管，搅拌；冷却超声，得到静电纺丝溶液；将静电纺丝溶液进行纺丝，得到纤维膜；热压所述纤维膜，干燥，得到纳米复合膜。
本发明既可以解决纳米材料易团聚难分离的问题，提升纳米复合膜的机械性能，又能够使制备的纳米复合膜具有对重金属离子去除的能力。
申请人：东莞理工学院
地址：523000 广东省东莞市松山湖科技产业园区大学路1号
国籍：CN
代理机构：天津市北洋有限责任专利代理事务所
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一种聚多巴胺-聚吡咯纳米复合材料及其制备方法和应用[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810431110.1(22)申请日 2018.05.08(71)申请人 复旦大学地址 200433 上海市杨浦区邯郸路220号(72)发明人 杨宇红 林沁睿 邵正中 (74)专利代理机构 上海正旦专利代理有限公司31200代理人 陆飞 陆尤(51)Int.Cl.A61K 49/22(2006.01)A61K 49/18(2006.01)A61K 41/00(2006.01)A61K 9/51(2006.01)A61K 47/34(2017.01)A61P 35/00(2006.01)B82Y 5/00(2011.01)B82Y 15/00(2011.01)(54)发明名称一种聚多巴胺-聚吡咯纳米复合材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于生物医学材料技术领域，具体为具有多种诊疗功能的聚多巴胺-聚吡咯纳米复合材料及其制备方法和应用。
本发明使用简单一锅法，于水相体系中利用高分子分散剂在纳米模板剂表面合成聚多巴胺-聚吡咯复合纳米材料。
聚多巴胺材料与聚吡咯材料均为常用的光热治疗试剂和光声成像的造影剂。
与单一聚多巴胺和聚吡咯相比，在纳米粒子表面包覆的聚多巴胺-聚吡咯复合材料具有高拉曼和高光声成像两种检测信号以及高光热转换效率，无需通过进一步的化学修饰即可同时实现载药、多模式成像和治疗三种功能，成为了一种新型的诊疗一体化纳米粒子。
权利要求书1页 说明书4页 附图4页CN 108465114 A 2018.08.31C N 108465114A1.一种聚多巴胺-聚吡咯纳米复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）将纳米粒子分散在一定pH值的去离子水中；（2）加入分散剂，室温搅拌16-28小时；（3）将多巴胺盐酸盐和吡咯单体加入步骤（2）所得的溶液中，分散均匀；（4）将氧化剂溶解于去离子水中，且该去离子水的pH值与步骤（1）中的溶液pH值相同，向步骤（3）所得的溶液中逐滴加入所配置的氧化剂溶液；（5）保持低温反应过夜，离心，用水和乙醇洗涤数次，真空干燥，即得包覆了纳米粒子的聚多巴胺-聚吡咯纳米复合材料。
包载植物提取物的聚乙二醇纳米制剂以及制备方法[发明专利]
![包载植物提取物的聚乙二醇纳米制剂以及制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/21b79261bceb19e8b9f6ba4c.png)
专利名称：包载植物提取物的聚乙二醇纳米制剂以及制备方法专利类型：发明专利
发明人：王柯敏,谭蔚泓,郑明彬,何晓晓,吴萍,胡建兵
申请号：CN200510031608.1
申请日：20050526
公开号：CN1706450A
公开日：
20051214
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种将天然植物提取物制成聚乙二醇纳米制剂以及制备方法，旨在提供一种工艺简单、制造成本低，并能增加姜根油、马卡、卡瓦、人参油的水溶性，大大提高植物提取物在机体内的吸收率和生物利用度的聚乙二醇纳米制剂及其制备方法。
本发明的纳米制剂是由植物提取物和聚乙二醇6000组成的共融物粉剂，为纳米溶液前体，能速溶于超纯水，形成纳米胶体。
其制备方法是以生物相容性较好的聚乙二醇为载体，采用熔融法制备包载植物提取物的聚乙二醇纳米制剂。
申请人：湖南大学
地址：410082 湖南省长沙市河西岳麓山湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室
国籍：CN
代理机构：湖南兆弘专利事务所
代理人：赵洪
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二氧化硅-共聚物杂化荧光纳米材料用于动物活体成像
二氧化硅-共聚物杂化荧光纳米材料用于动物活体成像张泽芳;袁薇;徐明;易韬;张善端;李富友【摘要】以氧化硅(Si02)前驱体与三嵌段共聚物F108合成较小粒径的SiO2-共聚物杂化纳米体系(SNP),并与高效近红外发射的疏水染料M507自组装,构建了近红外发光纳米探针M507@SNP.同时,研究了M507@SNP的光物理性能和细胞毒性.动物成像实验证明该纳米成像探针可实现活体层次高信噪比的小动物全身成像和前哨淋巴结的指示.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2018(034)011【总页数】7页(P1943-1949)【关键词】杂化复合材料;荧光成像;空心二氧化硅粒子;近红外荧光染料【作者】张泽芳;袁薇;徐明;易韬;张善端;李富友【作者单位】复旦大学先进照明技术教育部工程研究中心,上海200433;复旦大学化学系,上海200433;复旦大学化学系,上海200433;复旦大学附属华山医院中西医结合科,上海200040;复旦大学先进照明技术教育部工程研究中心,上海200433;复旦大学化学系,上海200433【正文语种】中文【中图分类】O613.720 引言目前，光学成像具有无创性、实时、高分辨率的特点，在疾病的早期诊断和具有重要意义，其中近红外(near-infrared，NIR)成像其发射波长位于700～1 000 nm，在该范围内生物组织自发荧光较少，吸收低，近年来成为生物成像研究的热点。
NIR染料应用于生物成像可最大限度的降低背景干扰，增加组织穿透深度[1-2]。
如小分子染料吲哚菁绿(indocyanine Lreen，ICG)作为造影剂已被美国食品药品监督管理局 (Food and DruL Administration，FDA)批准应用于临床手术导航和淋巴结的指示。
但大部分NIR染料发光效率底、水溶性差、在生物体内造影时间短[3]。
因此将纳米材料对NIR染料进行包裹，有利于克服上述局限性，拓展其在生物医药领域的应用[4-5]。
有机一无机纳米复合材料的制备、性能及应用
有机一无机纳米复合材料的制备、性能及应用引言纳米复合材料是一类新型复合材料,它是指1种或多种组分以纳米量级的微粒即接近分子水平的微粒复合于基质中所构成的一种复合材料。
纳米复合材料因其分散相尺寸介于宏观与微观之间的过渡区域，将给材料的物理和化学性质带来特殊的变化，正日益受到关注。
纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”，该类材料研究的种类已经涉及到无机物、有机物和非晶态材料等。
有机-=无机纳米复合材料因其综合了有机物和无机物各自的优点，并且可以在力学、热学、光学、电磁学和生物学等方面赋予材料许多优异的性能，正在成为材料科学研究的热点之一。
目前，国内外在这方面的研究成果正不断见诸报道。
本文拟对有机一无机纳米复合材料的制备、性能及应用作一个综述。
有机一无机纳米复合技术最先制得的纳米复合材料是无机纳米复合材料，如金属、非金属、陶瓷和石英玻璃等。
目前，纳米复合材料研究的种类已涉及到有机物和非晶态材料等。
各国首先着重于纳米复合材料制备方法的研究，特别是薄膜制备法的研究。
纳米复合方法常用的有3种：溶胶一凝胶法、嵌入法和纳米微粒填充法。
其中溶胶一凝胶法较早用于制备有机一无机分子杂化材料或纳米复合材料；嵌入法在分子材料领域表现出很好的前景，特别是将不同的性能综合到单一的材料中去。
把具有有机／无机纳米复合材料的性能和特点的纳米颗粒材料添加到其他材料中，可以根据不同的需要选择适当的材料和添加量达到材料改性的目的，因为复合材料中增强体的尺寸降到纳米数量级会给复合材料引入新的材料性能。
首先，纳米颗粒本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面界面效应和宏观量子隧道效应等特殊的材料特性，这会给复合材料带来光、电、热、力学等方面的奇异特性；其次，纳米颗粒增强复合材料所具有的特殊结构，如高浓度界面、特殊界面结构、巨大的表面能等等必然会大大影响复合材料的宏观性能。
由无机纳米材料与有机聚合物复合而成的有机／无机纳米复合材料具有无机材料、无机纳米材料、有机聚合物材料、无机填料增强聚合物复合材料、碳纤维增强聚合物复合材料等所不具备的一些性能。
自-核壳结构导电聚合物复合材料的制备与表征
核壳结构导电聚合物复合材料的制备与表征张友帆北京师范大学化学学院，北京：100875【摘要】本实验利用“核/壳结构聚合物复合材料兼有核聚合物和壳聚合物两组分的性能，同时还可能由于协同效应而产生新的性能”的特点，采用种子乳液聚合技术,以期制备出综合性能优良的核/壳结构导电聚合物复合微球,并采用扫描电子显微镜（ＳEＭ)对其结构与形貌进行表征,最后利用四探针电阻率仪测试样品的电性能。
【关键词】核/壳结构导电聚合物；聚乙烯；聚吡咯；单分散乳液；种子乳液聚合;冷冻干燥导电聚合物是20世纪70年代开始兴起的一个研究领域，至今已取得较大进展。
１9７７年，日本化学家白川英树等人发现了用AsF5、I2进行ｐ型掺杂的聚乙炔具有高导电率以来,导电聚合物的研究就成了国际交叉边缘学科十分活跃的领域之一。
瑞典皇家科学院宣布了2０0０年诺贝尔化学奖的得主—日本筑波大学白川英树( Sｈirakawa H． ) 、美国宾夕法尼亚大学艾伦·马克迪尔米德( Maｃdiarｍid A.G. ) 和美国加利福尼亚大学的艾伦·黑格尔（Ｈeegｅr Ａ.J. ) ,以表彰他们在导电聚合物这一新兴领域所做的开创性工作。
可见导电聚合物研究的巨大魅力。
进入20世纪90年代，导电高分子材料的研究与纳米技术相结合,产生了一个新的研究热点——导电聚合物纳米复合材料。
常见的有机高分子如聚苯胺(PAn）、聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PTh)和聚对苯乙炔（PPV)的纳米复合材料由于具有独特的结构和在光、电、磁方面的独特性质，使它在能源、信息、光电子器件、化学和生物传感器、电磁屏蔽、隐身技术以及金属腐蚀防护等领域具有广阔的应用前景。
目前，导电聚合物难以实用化的最主要的原因是纯的ＰAn、PPy、ＰTh和ＰPV等一般是难溶难熔物，导致其加工性能较差。
因此,研究出可加工型导电高分子复合材料具有重要的理论意义和实用价值。
本实验是采用种子乳液聚合技术制备核／壳结构的聚乙烯/聚吡咯导电聚合物复合材料。
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关 键 词 ：聚 乙二 醇 ； 纳米 ＳＯ ； 分 子 量 Ｐ Ｔ； 聚 ｉ 低 Ｅ 共 中图 分 类 号 ： Ｑ３ ３ ４ Ｔ ２ ． １ 文 献 标识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ ３ １ ２ ０ ） ０ ０ ０ － ５ ０ １４ ８ （ ０ ８ １ — １ １０
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｐｏｌ （ ｔ ｌ ｎ ｙ ｏ１ （ ｙ ｅ ｈｙ ｅ ｅ ｇｌ ｃ ） ＰＥＧ） ｗａ ｒ ｆｅ ｔ ｈｅ ｓ ｆ ｃ ｆｐ ｅ ａ ｔｖ ｔ ｄ ｎ ｎ ｓ ｇ ａ ｔ ｄ ｏｎ ｏ ｔ ｕｒａ ｅ ｏ ｒ ｃ ｉ ａ ｅ ａ ｏＳｉ ｏ ｏｂ Ｏ２ｔ — ｔ ｉ ａｎ ＰＥＧ Ｏ２ ｏｍｐ ｉｅ ． Ａｔ ｈｅ ａ ｔｍ ｅ， ｌ Ｓｉ ｃ ｏｓｔ ｓ ｔ ｓ ｍｅ ｉ ｏｗ ｏ ｅ ｕｌｒ ｍ ｌ ｃ ａ ｗｅｇｈ ｐ ｙ（ ｔ ｙｌｎｅ ｅ ｅ ｔ ｌ ｔ ） ｉ ｔ ｏｌ ｅ ｈ ｅ ｔ ｒ ｐｈ ｈａａ ｅ （ ＬＭ ＰＥＴ）ｗａ ｂｔ ｉ ｄ ｔ ｏ ｇｈ ｅ ｔ ｒｆｃ ｔｏ ｘｃ ｎｇ ｉ ｔ ｌｔ ｒ ｐ ｈａ ａ ｅ （ ｓｏ ａｎｅ ｈｒ ｕ ｓ ｅ ｉｉａ ｉ ｎ ｅ ｈａ ｅ ｏｆｄ ｍｅ ｈｙ ｅ ｅ ｈｔ ｌｔ ＤＭ Ｔ） ａ ｄ ｅ ｈｙ — ｎ ｔ ｌ ｅ ｅ ｇ ｙ ｏ ＥＧ） Ｔｈｅ ＬＭ ＰＥＴ— ｎ ｌ ｃ ｌ（ ． ＰＥＧ— ０２ｈｙ ｒｄ ｎ ｎｏ ｌ ｋｓｗｅ ｅ ｐ ｅ ａ ｅ ｈ ｏｕ ｈ ｔ ｏ ｏ ｙ ｒｚ — Ｓｉ ｂ ｉ ａ ｂ ｏｃ ｒ ｒ ｐ ｒ ｄ ｔ ｒ ｇ ｈｅｃ ｐ ｌ ｍｅ ｉａ ｔｏｎ ｏ ｉ ｆＰＥＧ— Ｏ２ ｎｄ ． ＰＥＴ． Ｆｏ ｉｒ ｒ ｎｓ ｏ ｍ ｎｆａ ｅ ｐ ｃ ｒ ｃ ｐｙ （ Ｓｉ ａ ＩＭ ｕｒｅ ｔａ ｆ ｒ ｉ ｒ ｒ ｄ ｓ ｅ ｔｏｓ ｏ ＦＴ—Ｒ）， Ｘ— ａ ｐ ｏｔ ｌ ｃ Ｉ ｒ ｙ ｈ ｏｅｅ —
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