Page 36 - 《精细化工》2020年第6期
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·1102·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 37 卷

            统地研究了纳米 SiO 2 粒子对引发剂分解和聚合速率                        纳米粒子是一个难题，通常对纳米粒子进行表面改
            以及最终聚合转化率的影响。SUHAILATH 等                  [63] 采   性，如在材料中加入分散剂、表面活性剂或偶联剂等，
                                                                                             [72]
            用原位聚合技术制备了不同浓度掺铈-二氧化钛                              超声波分散也是一种比较常见的方法 。GANGULY                   [72]
            （Ce-TiO 2 ）的聚甲基丙烯酸丁酯（PBMA）纳米复                      以高岭土纳米管为基体的无机-有机聚合物纳米复
            合材料。发现纳米 Ce-TiO 2 粒子的加入大大提高了                       合材料为研究对象，采用溶液混合和熔融混合相结
            PBMA 的电性能。LI 等       [66] 采用原位聚合法合成了聚              合的方法，在一定方向上提高了材料的机械强度。
            氨酯丙烯酸酯（PUA）负载 RGO/TiO 2 导电抗菌纳                      拉伸性能测定结果表明，溶液-熔融混合是发展粘土
            米复合材料。RGO 和 TiO 2 的协同作用可以有效地                       基纳米复合材料最理想的方法。热分析结果表明，
            促进电子/空穴分离，从而产生多种活性物质，这可                            掺入纳米粘土后材料的热稳定性得到提高。YANG
            以解释其优良的紫外光固化和抗菌活性。                                 等 [73] 采用单螺杆挤出法制备了 3 种聚合物/SiO 2 纳米
                 目前，关于纳米粒子和乳液聚合的研究日趋成                          复合材料：聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚碳酸酯
            熟，但将纳米粒子与乳液复合还处于研究发展阶段。                            /SiO 2 纳米复合材料。对所得纳米复合材料的力学性
            由于无机纳米粒子本身具有的独特特点，如紫外光                             能、热性能和可燃性进行了研究。所有材料的力学
            屏蔽作用     [67] 、抗菌性能  [68] 和化学活性等，而且在改              性能和热稳定性都有所提高，锥形量热法评价纳米
            性丙烯酸酯乳液方面所显现的优异性能，已经越来                             复合材料的峰值放热速率和总放热量均有所降低。
            越受研究者的关注。                                          2.4    插层复合法
            2.2   溶胶-凝胶法                                           插层复合法是将聚合物单体插入到具有层状结
                 随着胶体化学的发展，利用胶体化学原理对基                          构的无机材料的片层之间，使其层状结构被破坏，
            体进行表面改性的方法叫做溶胶-凝胶法。溶胶-凝                            从而形成具有纳米尺度的结构单元，能够与聚合物
            胶法主要通过金属盐或烷氧金属等前驱物水解缩                              基体在纳米尺度上复合形成纳米复合材料。根据不
            合，经溶剂挥发后形成具有网状结构的凝胶。通过                             同插层形式，插层复合法又分为聚合物插层、溶液
            将聚合物引入到溶胶-凝胶过程，可以得到分子尺度                            插层、熔融插层等。插层复合法所使用原材料价廉
            的纳米复合材料，这种方法的优点是：反应条件温                             易得，所制备的纳米复合材料热稳定性和力学稳定
            和、过程易于控制、无机粒子与聚合物混合均匀、                             性高、质量轻、对气体有极强的阻隔性能                    [74] 。XIE
            产品纯度高、产品组成可以调控               [69-70] 。             等 [74] 为增强石墨烯-环氧基体的分散性和界面相互
                 PROVOST 等  [70] 用溶胶-凝胶法合成紫外光固化                作用，采用自由基随机共聚技术，以功能化石墨烯、
            有机-无机杂化纳米复合材料，无机相由酸催化缩合                            丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯为原料，制备
            的四乙氧基硅烷（TEOS）与四官能团丙烯酸酯单体                           了聚丙烯酸链接枝氧化石墨烯（PA-GO）。然后，采用
            和低聚物混合而成。改变偶联剂的有机侧基，可以
                                                               原位溶液插层分散法将 PA-GO 引入环氧树脂中，与
            促进有机-无机平衡，从而改善涂层的性能。根据应
                                                               环氧树脂形成互穿网络结构。场发射扫描电镜结果
            用的需要，通过使用不同的偶联剂，可以有效改进                             表明，PA-GO 在环氧树脂基体中表现出良好的分散
            涂层的致密、柔韧和机械性能。ZHENG 等                   [71] 采用
                                                               性和界面相容性。动态力学分析结果表明，与纯环
            溶胶-凝胶法制备了聚丙烯酸酯（PAE）/纳米 SiO 2
                                                               氧树脂相比，动态力学分析的储能模量也有所提高。
            复合材料，结果表明，纳米 SiO 2 能均匀分散在 PAE
            基体中，在 PAE 与纳米 SiO 2 之间形成氢键。纳米                      3   应用
            SiO 2 对 PAE/SiO 2 杂化涂层的热、机械、光学和抗磨
            性能有明显的影响。这些 PAE/SiO 2 复合涂层在高性                          复合材料可以将纳米粒子的刚性、热稳定性和
            能全息图像记录中具有潜在的应用前景。                                 尺寸稳定性与聚合物基体的柔韧性、加工性结合起
                 但这种方法也有不可避免的缺点：前驱体价格                          来。可以显著提高复合材料的力学性能、热性能、
            昂贵而且具有一定的毒性、溶剂的挥发会使材料内                             光学性能，使其在生物材料、光学材料、建筑材料
            部收缩而脆裂、对溶剂的选择比较苛刻。                                 等方面得到广泛应用         [11,16,75] 。
            2.3   共混法                                          3.1   力学性能
                 共混法是一种制备纳米复合材料比较简单的方                              在丙烯酸酯中加入纳米粒子可以显著提高复合
            法，能够适用于不同形态的纳米粒子。共混法通过                             材料的力学性能，如韧性、强度、硬度和塑性等，
            机械共混、熔融共混、溶液共混或乳液共混的方法                             而且由于纳米粒子流动性强、具有较小的尺寸，可
            将无机纳米粒子混入到聚合物中，但纳米粒子含有                             以与聚合物分子之间紧密结合，从而有效提高复合
            巨大的表面能使其在聚合物中极易团聚，如何分散                             材料的耐磨性、延展性          [38,76] 。ROMO-URIBE [65] 研究
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