无机纳米粒子的表面改性

来源：塑胶五金网发布时间：2013-08-12 11:06:40点击率：

　　【塑胶五金网】无机纳米粒子表面改性通常的做法是在纳米粒子的表面包覆一层有机物，即表面改性剂。通过表面改性能够增加无机纳米粒子和高聚物之间的界面结合力，同时降低无机纳米粒子的表面能，使得纳米粒子团聚的倾向被削弱。也可在无机纳米粒子表面包覆无机物，改变表面特性。

　　①湿法改性无机粉体表面改性的方法有干法和湿法等。由于无机纳米粒子粒径微小，难于用常规的干法进行改性。特别是粒径50nm以下的无机纳米粒子，一般都采用湿法改性。考虑到湿法改性的成本问题，所以通常以水为介质。

　　用于无机粉末表面处理的钛酸酯、硅烷、铝酸酯等偶联剂、表面活性剂等，都可适用于无机纳米粒子的表面改性。但是在采用以水为介质的湿法改性时，要选用不易水解的改性剂品种。

　　如果条件允许，无机纳米粒子的湿法表面改性可以在纳米粒子的制备过程中，在粒子形成之后，脱水干燥之前进行。这样 “嵌入” 到制备过程中的表面改性，不仅较为便利，而且可以防止纳米粒子在制备后期的团聚。

　　②原位聚合法在纳米粒子表面，可以采用原位聚合的方法包覆聚合物层。原位聚合法可以改善无机纳米粒子与聚合物的界面结合，使复合材料性能提高。

　　③插层法插层复合法用于制备具有层状结构的无机物 (主要是层状硅酸盐，以蒙脱土为代表) 与聚合物的复合材料。插层法在层状硅酸盐的层间插入插层剂 (如烷基季胺盐等)，使层间距被撑大，进而插入单体后聚合 (或采用其他插层方法)，使层状硅酸盐以纳米尺度分散于聚合物基体中。

　　插层法既是一种制备纳米复合材料的方法，同时，插层过程也是表面改性的过程。例如，采用烷基季胺盐类对蒙脱土进行处理，烷基季胺盐可与蒙脱土层间的阳离子进行离子交换。在蒙脱土的层间插入聚合物单体，再在一定条件下使单体聚合，也具有用聚合物对蒙脱土进行表面改性的作用。

　　当然，插层法本身就是一种促成纳米粒子 (层状) 均匀分散的方法。

　　④转移法由于无机纳米粒子粒径微小，运动时的动能也很微小，难于通过粒子之间的相互碰撞使改性剂均匀分布在粒子表面，因而难于用常规的干法进行改性。如果采用以水为介质的湿法改性，改性剂的选择又会受到耐水解性条件的制约。

　　转移法是经过改进的干法改性方法。其方法是在干法改性无机纳米粒子时加入适当品种的 “大粒子”。例如，准备应用于聚氯乙烯复合材料的无机纳米粒子，改性时可加入适量的聚氯乙烯粉末。聚氯乙烯粉末为微米级颗粒，粒径远大于纳米粒子，因而在高速搅拌时运动的动能也远大于纳米粒子。将改性剂先包覆在大粒子表面，再在干法改性中由大粒子转移到纳米粒子。

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