纳米颗粒吸附高分子链国内外研究现状和发展趋势
时间:2023-08-27 09:38 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂等多种材料,广泛应用于科学技术、国防建设和国民经济等各个领域。但是单一的高分子材料往往很难满足生产和科技部门对材料性能的要求,而不同的纳米填充物可以给高分子材料带来不同的物理、化学性质,所以它被广泛应用于各种条件与场合之中。并且由于纳米颗粒具有极大的比表面积效应,具有很大的相互作用面积,所以少量的纳米填充物就可以显著的影响材料的性质。89835 纳米粒子的“表面效应”有许多优点,例如纳米颗粒可以制作工业“催化剂”。美国国家纳米促进会(NNI)在其官方网站上表示,用纳米颗粒制作的工业催化剂产品,影响了全球大约1/3的催化剂产品市场,特别是石油与化工产业方面。再如,纳米粒子在消除汽车排放的有毒尾气,治理城市水污染等方面,都起到了十分重要的作用。论文网 纳米颗粒由于其粒径小,比表面积大,其吸附效应越来越受到关注。由于纳米颗粒的体积排斥效应和与高分子链的相互吸引作用,高分子链的活动会受到限制。在稀溶液中,吸附在纳米颗粒表面的高分子随着分子单体与纳米颗粒表面作用力的增强,经历着从“排斥相”到“吸引相”的转变[1-2]。早在1953年H。L。Frisch 等[3]研究了纳米颗粒与高分子的相互吸引,但直到如今,相变“发生在什么环境下?”、“相变临界指数为多少?”,仍存在争议,不同的研究方法得出的结果不同[4-8]。Lin [9]和Choi [10]也考虑了纳米颗粒的体积排斥和吸引作用,认为纳米颗粒环境中高分子链的动力学行为与颗粒间距ID及高分子链的回转半径 密切相关。然而也有学者持反对意见,认为纳米颗粒对高分子链的动力学行为是没有影响的。例如,Bogoslovov [11]通过实验研究了二氧化硅纳米颗粒对聚乙烯扩散运动的作用,发现纳米颗粒附近的聚乙烯的扩散速度没有发生变化。这些矛盾的结果预示着还有其他重要的因素,比如纳米颗粒的尺寸、分布和相互吸引强度等,影响着高分子的各种性质。研究发现高分子的性质还与纳米颗粒的直径f有关。Dionne [12]模拟了一个大纳米颗粒 对高分子链的吸附/解吸附过程,发现大纳米颗粒能较长时间地吸附住高分子链,相应地解吸附也就变得困难,如果纳米颗粒吸附能力足够强,把整条高分子链牢牢地吸附在其表面,高分子链将停止扩散。 大量的实验、计算机模拟和理论研究表明,高分子/纳米颗粒复合材料性能的改变,本质上是因为添加的纳米颗粒与高分子链之间的种种相互作用。因此,研究高分子在纳米颗粒环境中的各种性质,理解和掌握纳米颗粒对高分子链的作用机制,不仅有助于理解高分子/纳米颗粒复合材料的宏观性能的变化,而且能为研发新型高分子/纳米颗粒复合材料提供理论和技术指导。 (责任编辑:qin) |