纳米金属/聚合物核壳复合粒子的制备与表征

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本文主要研究金属纳米粒子在反应体系中的均匀分散技术、聚合物纳米粒子的制备与表征技术以及纳米金属/聚合物核壳复合粒子的制备与表征技术,初步探讨纳米金属/聚合物核壳复合粒子的形成机理,为其进一步研究与应用提供必要的参考依据。 本文首先初步研究了利用氧化还原法制备纳米银粒子,分析了反应温度及反应物浓度对纳米银粒子粒径大小及分布的影响,在制备新鲜纳米银粒子用于纳米银/聚苯乙烯核壳复合粒子制备方面进行了有益的探索;研究了纳米银粒子的表面修饰与稳定分散技术,借助于TEM、XPS、XRD、FTIR等分析手段表征了表面修饰前后纳米银粒子的微观结构;利用表面活性剂PVP与超声辐照,实现了纳米银粒子的分散、活化和稳定。同时,以水为反应介质,利用常规乳液聚合方法制备聚苯乙烯纳米粒子,对乳液样品进行了TEM分析与FTIR分析;研究纳米金属/聚合物核壳复合粒子的制备与表征了引发剂浓度、单体浓度、乳化剂浓度对聚苯乙烯纳米粒子粒径大小与分布的影响,并运用乳液聚合的相关理论解释上述影响规律,掌握了制备粒径均匀的聚苯乙烯纳米粒子的适宜条件。 根据纳米银粒子的特性,借助于表面处理、超声辐照以及乳化剂的选择,使其均匀分散在反应介质中,再与反应单体、引发剂等形成乳液聚合体系;采用乳液聚合方法、包裹聚合方式,制备出纳米银/聚苯乙烯核壳复合粒子,并借助于TEM、FTIR、 XPS、AFM、TG/DTA等分析手段对复合粒子微观结构进行了表征;结果表明:纳米银粒子表面被聚合物层包覆,复合粒子呈明显的核壳结构,实现了微观尺度上的复合;同时,初步探讨了纳米银/聚苯乙烯核壳复合粒子的形成机理,指出:通过控制反应条件,可以使形成纳米银/聚苯乙烯核壳复合粒子的聚合反应方式占主导地位,实现最大限度地包覆。 另外,在分散聚合制备纳米铝/聚苯乙烯核壳复合粒子方面进行了有益的探索:通过分散聚合制得粒径均匀的聚苯乙烯微球,研究了引发剂、单体和分散稳定剂的用量对聚苯乙烯微球粒径大小及分布的影响;借助于表面处理、超声辐照使纳米铝粒子均匀分散在乙醇介质中,再与分散稳定剂、单体、引发剂等形成分散聚合体系,通过分散聚合方法、包覆聚合方式制得纳米铝/聚苯乙烯核壳复合粒子,并对产物进行了SEM、TEM、FTIR、TG等分析。结果表明:纳米铝粒子表面被聚合物层包覆,实现了微观尺度上的复合。
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