异氰酸酯改性纳米粒子的制备方法与应用

应 或化 学 吸附 ； （ ２ ） 聚 合物 包 裹 纳 米粒 子 ， 防止 颗 粒 的相互 接 近 ； （ ３ ） 高能量表面改性＿ ２ Ｊ 。纳 米 粒 子 表
面化 学 改性 分散 ， 就 是 通 过 改性 剂 与 纳 米 粒 子 表 面 活性 基 团之 间发 生化 学 反 应 ， 来 改 变 纳 米 粒 子表 面
国防及 交叉 学科 等 领 域 的应 用 范 围 ， 作 者 就 异氰 酸 酯 改性 纳米 粒子 的制 备及 应用 进行 了概 述 。 １ 异 氰酸 酯 改性纳米 粒 子的 制备 方法
分散 ， 大 大 限 制 了其 实 际 应 用 Ｊ 。简 单 的 机 械 分 散、 超声 波分 散 等物 理 方 法 已经解 决 了纳 米 粒 子 基 本 的分 散 问题 ， 但 其 在 基 体 中的 分散 稳 定 性 却 难 以 保持 ， 只有对 纳 米粒子 表 面进行 化 学改性 ， 才 能有 效 防止其 团 聚或 聚沉 。
的结 构或 化 学成分 ， 通 过形 成 空 间位 阻 或 静 电稳 定 作 用 进而 实 现纳米 粒 子 的均 匀稳 定 分 散 Ｊ ， 并 与基 质形 成强 大 的界 面粘 合 来 实 现 负 载 转移 ， 从 而提 高 纳米 复合 材料 的热 力学 性 能和机 械性 能 。
多种 分 析 和 表征 证 明 ， 利 用 异氰 酸酯 对 纳米 粒 子表 面进 行改 性 ， 改性 后 的纳 米 粒 子 以纳 米 尺寸 稳
（ ２ ． 肇 庆 千江 高新材料 科技 有 限公 司 广 东肇庆 ５ ２ ６ ２ ３ ８ ）
摘
要 ：综述 了异氰 酸 酯改性 纳米 粒子 的制 备 方 法 、 分 散 稳 定性 及 其 接枝 聚合 物 形成 纳 米 复合 材
料 的性 能特征 。概 括 了经接 枝 改性后 形 成 的有 无机 杂化 纳 米复合 材料 在涂料 、 生物 医疗等 领域
２ ０ １ ４年 第 ２ ９卷 第 １ 期
２ ０１ ４． Ｖｏ １ ． ２ ９ Ｎ ｏ ． １
聚
氨 酯
工 业
Ｐ０ＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
弦 专 题转 述 嚣 嚣 ＿
异 氰 酸 酯 改性 纳米 粒 子 的 制备 方 法 与应 用 冰
颜爱 军 王雅 丽 李会 宁 曹德榕 （ １ ． 华 南理 工 大学化 学与化 工 学 院 广 州 ５ １ ０ ６ ４ １ ）
多 的有机 化合 物共 价 键 合 到 纳米 粒 子 表 面 ， 这 种 改
性方 法为 制备 有 机／ 无 机 纳 米 复 合 材料 提 供 了一 个 新 的途 径 ； （ ３ ） 纳米 材 料 经异 氰 酸 酯有 机 改 性后 可
定存在 ， 且 由于 Ｎ Ｃ Ｏ 活性 基 团 的引 人 ， 改 性 后 的纳 米 粒 子能 更好 地与其 它 基体 相容 以制 备功 能性 纳米
通讯 联系人 ； 基金项 目： 科技型 中小企业技术创新基金项 目（ 国科发计 ［ ２ ０ １ ２ ］７ ７ ８号 ） 。
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聚氨 酯 工 业
第２ ９卷
以提 高在 有机溶 剂 中 的分 散性 和与 聚合 物之 间 的相 容性 ， 为 各 种 功 能 性 纳 米 复 合 材 料 的 制 备 提 供 了
可能 。
接枝 上长链 有 机聚 合 物 ， 通 过 原 位 聚合 法 制 得 纳 米
Ｓ ｉ Ｏ ， ／ 聚氨酯 （ Ｐ Ｕ） 密 封胶 。结 果 显 示 ， 改 性 后 的 纳 米粒 子在 有机 溶剂 中均 匀 分散 ， 所得 密封 胶 涂 膜 的
甲苯 二异 氰酸 酯 （ Ｔ Ｄ Ｉ ） 与 传 统 的表 面 改性 剂 如 钛 酸偶联 剂 和 硅 烷 偶 联 剂 等 相 比 ， 具 有 以下 优 势 ： （ １ ） 价 格便 宜 ， 应用 成本 低和应 用 Leabharlann Baidu值更 高 ； （ ２ ） Ｔ Ｄ Ｉ
改性 后 的功 能化纳 米粒 子含有 高 活性 Ｎ Ｃ Ｏ基 团 ， 通 过 与可 聚合 的碳碳 双键 、 引发 剂 、 接枝链 等 反应将 更
目前提 高纳 米材 料在 聚合 物基 质 中的稳 定性 有 ３种方 法 ： （ １ ） 物 质与 纳米 粒子 表 面基 团发 生化 学 反
以异氰 酸 酯 改 性 纳 米 Ｓ ｉ Ｏ 、 Ｔ ｉ Ｏ 等 粒 子 ， 其 机
理 主要 是通 过 部分 Ｎ Ｃ Ｏ基 团与 纳 米 粒 子表 面 活性 羟 基 的反应 而多 点 锚 固在 纳 米 粒 子 表 面 ， 基 团其 它
广 泛的应 用前景 和研 究价值 ， 提 出 了今后 纳 米复合 材料 研 究的 重点和 方 向。
关键 词 ：纳米粉 体 ； 异氰酸酯； 表 面改性 ； 纳 米复合 物 ； 应 用前景 中图分类 号 ： Ｔ Ｑ ２ ２ ６ ． ６ ３ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ５—１ ９ ０ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １— ０ ０ ０ １— ０ ５
聚合 物／ 无 机 粒 子纳 米 杂 化 材 料 综 合 了有 机 聚 合 物 和无 机纳 米粒 子 两 方 面 的 特性 ， 成 为 当前 非 常
活 跃 的研究 领域 ， 然 而 由于 纳 米 粒子 难 以保 持 稳 定
复合 材料 。这 样既 维 持 了纳米 粒 子 的特 异 性 能 ， 又 拓展 其在 生 物 、 医药 、 化工、 材料 、 电子 、 机械 、 能源、
部 分外 展形 成 空 间位 阻 ， 阻止粒子 团聚， 剩余 Ｎ Ｃ Ｏ 基 团通 过 与其 它 聚 合 物 带 有 的一Ｎ Ｈ ， 、 一ｃ ０ ０ Ｈ、 一 Ｏ Ｈ等 官 能团反 应 ， 使 聚 合 物 有 效地 接 枝 在 Ｓ ｉ Ｏ ，等
纳米 粒子 表 面 ， 从 而 增 强 了聚合 物 大 分 子 与无 机 粒 子 之 间结 合 的稳 固性 ， 提高分 散效 果 。