Page 34 - 《精细化工》2020年第6期

·1100· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

土/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）复合膜。与纯 PMMA 物理化学性质。表面改性可以提高粒子在基体中的
相比，硅烷改性粘土/PMMA 复合材料表现出更佳的 分散性和相容性，赋予其新的物理化学性能。目前，主
性能，储能模量与纯 PMMA 相比增加了 17.7%，玻 要的改性方法有偶联剂法、表面接枝法、包覆法等 [37,47] 。
璃化转变温度增加 20%。CASTILLO-PÉREZ [45] 采用 1.2.1 偶联剂改性
种子分批乳液聚合体系制备了聚合物基纳米复合材 偶联剂改性法是偶联剂通过与纳米粒子表面发
料。膨润土质量分数为 3%左右，使亚稳乳剂在室温 生偶联反应实现对纳米粒子的改性。偶联剂是一种
下贮存 6 个月以上。差示扫描量热法表明，随着膨 可以增强无机纳米粒子与有机化合物之间亲和力的
润土浓度的增加，复合材料的玻璃化转变温度升高。 有机化合物，纳米粒子表面在偶联剂的化学处理下
1.2 表面改性 可以从极性表面变成非极性表面，从而增强与有机
纳米粒子由于比表面积大、原子配位不足、表 聚合物的结合进一步发挥纳米粒子的特性，改善复
面能高，所以具有极高的表面活性，易与其他原子 合材料的性能。偶联剂通常具有两种基团：可与纳
结合形成团聚，影响纳米粒子的使用效果。在制备 米粒子表面反应的极性基团和与有机聚合物反应的
有机/无机复合材料时，纳米粒子在有机介质中难以 有机官能团。经过偶联剂处理的纳米粒子可与有机
分散且与聚合物之间结合力太弱，为了提高纳米粒 物产生极好的相容性，目前常用的偶联剂有硅烷偶
子在基体中的分散能力和结合力，需要对纳米粒子进 联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等 [19,34,44,48] 。
行表面改性 [33,46] 。表面改性是通过物理或化学的方 在水性聚合物基体中实现还原氧化石墨烯纳米
法对纳米粒子表面进行处理，改变纳米粒子表面的 片的均匀分散仍然是一个挑战。如图 2 所示，采用

图 2 不同钛酸酯偶联剂功能化还原氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的制备方案（A）；钛酸酯偶联剂〔T2，双（二辛基
焦磷酸盐）钛酸乙烯酯；T3，三异丙基（二辛基焦磷酸）钛酸盐〕的化学结构（B）；不同氧化石墨烯与钛酸酯
偶联剂质量比的 T2-RGO 石墨烯（C）和 T3-RGO 石墨烯的 TEM 图像（D） [30]
Fig. 2 Preparation schemes of RGO and RGO functionalized with different titanate coupling agents (A); Chemical structure
of titanate coupling agents (T2, bis (dioctyl pyrophosphate) ethylene titanate; T3, isopropyl tri (dioctylpyrophosphate)
titanate) (B); TEM images of T2-RGO graphene (C) and T3-RGO graphene prepared with different mass ratios of
graphene oxide to titanate coupling agents (D) [30]