聚合物硅酸盐纳米复合材料的研究进展.pdf

2003年8月化学工业与工程第20卷第4期
Aug.2003CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGVoI.20No.4

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!专题综述

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聚合物/硅酸盐纳米复合材料的研究进展

王丽华，盛京

（天津大学材料学院，天津，300072）

摘要：聚合物/硅酸盐纳米复合材料是一类性能优异、具有广泛应用前景的有机/无机
纳米复合材料。本文重点综述了这种复合材料的制备方法、性能及其表征技术。介
绍了它的应用，并对本领域今后的发展进行了展望。
关键词：聚合物/硅酸盐；纳米复合材料；制备；表征
中图分类号：TO050.4+3文献标识码：A文章编号：1004-953（32003）04-0225-06

ProgressofPolymer/SilicateNanocomposites

WANGLi-hua，SHENGJing
（SchooIofMatEriaISciEncEandEnginEEring，TianjinUnivErsity，Tianjin300072，China）

Abstract：PoIymEr/siIicatEnanocomPositEisakindoforganic/inorganiccomPositEwithExcEI-
IEntProPErtiEsandwidEaPPIications.ThEPrEParationandProPErtiEsofthisnanocomPositEarE
rEviEwEdindEtaiI.ThEmEthodsforcharactErizingnanocomPositEandaPPIicationProsPEctsarE
dEscribEd.AIsosomEviEwsofthEdEvEIoPmEntinthisfiEIdarEsuggEstEd.

Keywords：PoIymEr/siIicatE；nanocomPositE；PrEParation；charactErization

纳米材料涉及许多科技领域，相关的理宏观量子隧道效应等许多特殊的性质。高分
论研究和实际应用已成为21世纪高新科技子纳米复合材料与传统的复合材料相比，具
中研究的热点之一。有纳米特性，同时还具有易加工、耐腐蚀等优
纳米复合材料是指复合物的分散相至少异性能，受到广大研究人员的重视。
有一相的一维尺度在100nm以内的材料，纳1950年，CartEr开发了用有机改性的粘
米体系通常应在1nm~100nm的范围内。纳土来增强胶乳基的弹性体；1963年，Nahin和
米微料的具有相当大的比表面，从而表现出BackIund研制出将有机化粘土掺入到热塑性
量子尺寸效应、表面和界面效应、体积效应和聚烯烃基体中进行复合，有机粘土复合物再

收稿日期：2002-06-10
作者简介：王丽华（1974-），女，山西榆次人，在读博士生，从事功能高分子材料的结构与性能研究。
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通过辐射诱导交联使其具有极强的阻溶剂性之干燥过程中由于溶剂、小分子的挥发，使得
和很高的抗张强度，而有机粘土的插层特性材料内部产生收缩应力，致使材料脆裂，很难
和复合材料的潜在特性被忽略了；在1976获得大面积或较厚的产品。
年，Unichika，Fujiwara和Sakomoto首先描述了1.2原料聚合法（insitupolymerizaion）
有机粘土杂化的聚酰亚胺纳米复合材料结原位聚合又称在位分散聚合。该法可使
构。1986年，Toyota改进了合成方法，利用原刚性分子链均匀分散，是一种分子复合的途
［］
位聚合法（类似于Unichika过程）制备了尼龙径5。用于纳米复合材料的制备，是先使纳
6/粘土纳米复合材料，还用其它聚合物用类米粒子在单体中均匀分散，然后进行聚合，形
似的方法进行复合；其后，美国康奈尔大学的成纳米纳米复合材料。在位填充过程中只经
GianneIis，PennsyIvania、日本丰田中央研究所过一次聚合成型，不需热加工，避免了由此产
等对此进行了广泛的研究，合成了各种聚合生的降解，保证基体各种性能的稳定。欧玉
［］
物/硅酸盐纳米复合材料，使用的聚合物有尼春等6应用在位分散聚合方法制备了分散相
龙6、聚酰亚胺、环氧树脂、聚氧化乙烯、聚苯粗径约130nm的聚甲基丙烯酸甲酯/二氧化
乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯和聚烯烃类聚硅（）纳米复合材料。
PMMA/SiO2
［］
合物等1。1.3层间插入法
此法是制备聚合物/硅酸盐纳米复合材
1聚合物/硅酸盐纳米复合材料料的重要方法，许多具有层状结构的无机化
的制备方法合物如硅酸盐类粘土、磷酸盐类、石墨和金属
氧化物等，可以嵌入有机物，通过适当的方法
1.1溶胶-凝胶法（sol