超支化聚酯基納米復(fù)合材料和硫化鋅空心球的制備及其性能研究.pdf

1、本論文采用端基為羥基的超支化脂肪族聚酯(BoltornTMH20，H20)作為有機(jī)相，通過輻射法、溶膠-凝膠法以及原位離子交換法的方法制備得到了一系列的納米復(fù)合材料，并進(jìn)一步研究了它們的性能。此外，采用γ-射線輻照法，以聚合物和硅膠球作為模板，首先制得ZnS包覆的核/殼結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料，然后通過溶劑法或燒結(jié)法除去有機(jī)相得到單分散的ZnS空心球。 1.通過丙烯酸化2-(2-巰基乙醇酸)乙二酯(AMAEE)改性的ZnS納米粒子與丙

2、烯酸化的超支化聚酯(AH20)共混、旋涂成膜以及UV輻射固化，制備了一系列不同組分的ZnS/AH20納米復(fù)合材料。采用AMAEE作為巰基封端劑，由Zn(Ac)2與TAA反應(yīng)制得ZnS納米粒子膠體乳液，取代了通常采用H2S氣體作為硫源的方法制備ZnS。通過TEM研究發(fā)現(xiàn)，ZnS納米粒子均勻分布于聚合物基體，維持其納米粒子的原有尺寸而不發(fā)生團(tuán)聚。通過UV-Vis光譜證實了復(fù)合材料具有良好透明性，這是由于ZnS納米粒子均勻分布的量子尺寸效應(yīng)所

3、致。 2.以H20作為模板，采用“兩步法”制得具有雙峰孔結(jié)構(gòu)分布的中孔硅球。首先，采用溶膠-凝膠法制得二氧化硅/H20納米復(fù)合球；然后，通過燒結(jié)除去有機(jī)組分制得具有雙峰孔結(jié)構(gòu)分布的中孔硅球。為了制備更高表面積、更大孔體積以及較窄孔徑分布中孔硅球，采用GPTMS改性的H20(H20M)作為模板。TEM照片證實了硅球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為有序的多孔結(jié)構(gòu)，其孔徑約為20nm。多孔硅球的氮氣吸附等溫線顯示為Ⅱ型等溫線，并在低壓下急劇上升，說明硅球

4、骨架上存在典型的中孔結(jié)構(gòu)，孔徑為4nm左右；而在P/P0＞0.85的區(qū)域氮氣吸附等溫線進(jìn)一步快速上升，證實了硅球內(nèi)部存在中孔結(jié)構(gòu)，孔徑在10～45nm范圍之間。 3.室溫條件下，采用γ-射線輻照法在丁二酸酐改性超支化聚酯(MH20)基質(zhì)中原位生成PbS納米晶粒。紅外光譜在1563cm-1處出現(xiàn)的振動吸收峰，歸因于了MH20的羧酸根和Pb2+離子間形成絡(luò)合鍵。當(dāng)體系被輻照后，1563cm-1處吸收峰基本消失，而在835cm-1處出

5、現(xiàn)了一個較弱的吸收峰，其對應(yīng)于Pb-S鍵，說明了與MH20的羧酸根絡(luò)合的Pb2+離子已經(jīng)完全轉(zhuǎn)變?yōu)镻bS納米粒子。由TEM結(jié)果估測PbS納米復(fù)合粒子的平均尺寸約為7.8nm，具有較窄的晶粒尺寸分布。 4.以丁二酸酐改性超支化聚酯(MH20)的鉛離子的離聚體作為模板，原位和硫化鈉反應(yīng)，合成了PbS/MH20納米復(fù)合空心球。TEM分析結(jié)果表明，所得的納米復(fù)合空心球的直徑約為50～70nm，壁厚約為10～20nm，球壁上的PbS納米粒

6、子粒徑約為4nm。 5.以SiO2和PSMA乳膠為模板，采用γ-射線輻射還原TAA分解的方法，分別制備得到了單分散SiO2/ZnS和PSMA/ZnS核/殼納米復(fù)合球；通過溶劑法或燒結(jié)法去除核后得到單分散的ZnS空心球。TEM結(jié)果表明，ZnS納米粒子均勻分布在單分散的SiO2球表面；單分散ZnS空心球的直徑約為630nm，壁厚約為30～40nm。PSMA微球直徑約為320nm；PSMA/ZnS核/殼納米復(fù)合球直徑約為380nm;單