納米銀及其尼龍6基納米復(fù)合材料的制備與性能.pdf

1、納米銀(AgNPs)及其尼龍6(PA6)基復(fù)合材料具有廣闊的應(yīng)用前景，因此受到學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。作者利用己內(nèi)酰胺(CL)能作為還原劑、穩(wěn)定劑和溶劑，以及PA6前單體的特性，制備出了AgNPs、AgNPs/PA6復(fù)合材料和AgNPs/PA6復(fù)合微球。并探討了AgNPs在CL中的衍化過程。在制備AgNPs/PA6復(fù)合微球時(shí)，發(fā)現(xiàn)AgNPs的含量會(huì)對(duì)微球的形貌產(chǎn)生影響，遂借助其它種類納米粒子(NPs)，探討了PA6微球的形成過程和粒子對(duì)

2、該過程的影響。本論文的主要工作和結(jié)論如下:
　　1.在CL熔體中，直接加入前驅(qū)體鹽硝酸銀(AgNO3)即可得到AgNPs。對(duì)CL與AgNO3的間的反應(yīng)研究表明，AgNPs是AgNO3與CL間氧化還原反應(yīng)的產(chǎn)物。AgNO3與CL的反應(yīng)和AgNO3與O2的反應(yīng)具有類似之處，結(jié)合先前CL與O2間的反應(yīng)成果，推斷了AgNO3與CL間的反應(yīng)機(jī)理。
　　2.CL中AgNO3電離度小于1‰，使得CL與AgNO3間氧化還原反應(yīng)進(jìn)行得比較緩和

3、;CL與Ag+和Ag0間均存在絡(luò)合作用。兩者共同作用保證了生成初始小而均勻的粒子。粒子生長(zhǎng)過程中經(jīng)歷了Ostwald ripening生長(zhǎng)機(jī)制，大粒子的生長(zhǎng)得益于小粒子的聚并;整個(gè)過程中因?yàn)镃L與AgNO3間的還原反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，不斷有小于5 nm的粒子產(chǎn)生;吸附于AgNPs表面的CL與AgNO3間的氧化還原和Ostwald ripening生長(zhǎng)機(jī)制共同作用，造就了粒子特有的形貌特點(diǎn)。
　　3.采用連續(xù)“雙原位”法制備得到了AgNP

4、s/PA6納米復(fù)合材料。其中，CL為制備AgNPs的還原劑、保護(hù)劑和還原劑，也是后續(xù)復(fù)合材料基體PA6的前單體，并對(duì)AgNPs和復(fù)合材料相關(guān)特性進(jìn)行了表征。
　　4.采用反應(yīng)誘導(dǎo)相分離法，制備得到了AgNPs/PA6復(fù)合微球。制備過程中PS的分子量對(duì)能否成功制得復(fù)合微球很關(guān)鍵。使用低分子量PS時(shí)，PA6的形貌對(duì)AgNPs的含量比較敏感;PS分子量達(dá)到一定程度后，可以在AgNPs含量低于1.5wt％的時(shí)，得到較為完整的復(fù)合微球樣品，

5、降低了相反轉(zhuǎn)對(duì)粒子填充的敏感程度。本章，主要探討了對(duì)該分子量下PS制得的PA6微球性性質(zhì)。
　　5.在PS/PA6反應(yīng)誘導(dǎo)分相過程中，PS含量和反應(yīng)溫度對(duì)PA6的相反轉(zhuǎn)及其形貌影響很大:PS含量過低，界面含量較之于PA6過低，PA6不會(huì)完全相反轉(zhuǎn)。反應(yīng)中聚合和結(jié)晶同時(shí)進(jìn)行，兩者相對(duì)強(qiáng)度對(duì)PA6的相反轉(zhuǎn)影響很大，反應(yīng)的起始溫度可以決定兩者相對(duì)強(qiáng)度，進(jìn)而決定整個(gè)過程中PA6分子的運(yùn)動(dòng)能力，并對(duì)最后PA6的形貌產(chǎn)生影響。粒子對(duì)最后PA6

6、形貌的影響除了與聚合過程中PA6分子的運(yùn)動(dòng)性有關(guān)外，還與粒子自身表面張力所致的自聚集狀態(tài)有關(guān)，表面張力較大的TiO2 NPs由于容易形成孤立的膠團(tuán)，使PA6相反轉(zhuǎn)中的微纖過早斷裂，相反轉(zhuǎn)較純體系提前;表面張力小的SiO2 NPs由于自身的聚集，在開始的熔體中聚集成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，一部分PA6依附于SiO2骨架產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)狀PA6相;遠(yuǎn)離SiO2骨架網(wǎng)絡(luò)處開始的聚合會(huì)形成球狀PA6，隨著反應(yīng)進(jìn)行，受球狀PA6中SiO2向分布于網(wǎng)狀PA6中SiO2團(tuán)