纳米银/聚苯乙烯复合材料的制备与性能研究

• 作 者: 李俊江
• 机 构: 西南科技大学
• 出 处: 西南科技大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 纳米银 聚苯乙烯 复合材料 制备方法

利用反相微乳液法可控合成了尺寸在50nm以下的球形纳米银,并研究了体系中水与表面活性剂的摩尔比(W值)、硝酸银浓度对纳米银尺寸和稳定性的影响,结果表明:纳米银的尺寸随着体系W值的增加呈先增加而后减少的趋势,随着硝酸银浓度的增加而增加；纳米银的稳定性随体系W值和硝酸银浓度的增加均呈现降低趋势。采用液相化学还原法合成了高稳定单分散性胶态纳米银,并研究了反应物浓度及配比、温度等对纳米银的尺寸、形貌及稳定性的影响,结果表明:当银氨溶液/柠檬酸钠/水合肼(摩尔比)=1/0.1/0.3时,所制得的纳米银具有较高的稳定性,平均粒径约10nm,且无团聚及氧化现象。利用紫外一可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外线光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)等对两种方法制备的纳米银进行了表征,结果表明:所制得的纳米银为球形、属立方晶系且表面吸附有表面活性剂或柠檬酸钠等小分子物质。　　
利用反相微乳液聚合和正相微乳液聚合成功实现苯乙烯单体在纳米银表面的原位聚合,最终制得纳米银/聚苯乙烯复合材料。研究了反应温度和时间对苯乙烯单体转化率的影响,结果表明:两种方法中,苯乙烯转化率均随着时间的延长而增加,随温度升高而增加。当反应温度为75℃时,反相微乳液聚合法最高转化率为16.6％,而正相微乳液聚合法最高转化率达88.7％。利用XRD、FTIR、TEM、GPC、TG-DSC等对两种方法制得的纳米银/聚苯乙烯复合材料进行了表征,结果表明:两种聚合方法均实现了银纳米粒子在聚苯乙烯基体中的均匀掺杂,银纳米粒子晶型、形貌、尺寸及尺寸分布在聚合反应过程未发生改变,无团聚现象发生。聚苯乙烯基体的重均分子量均在10万以上,复合材料具有优异的热稳定性。　　
本文采用反相微乳液法制备纳米银胶体、再实施苯乙烯在纳米银表面反相微乳液聚合,以及采用液相还原法制备纳米银胶体、进一步正相微乳液原位聚合,首次采用微乳液法制备纳米银/聚苯乙烯复合材料。本方法利用制备的纳米银及微乳液体系自身的稳定性,聚合反应无需高速机械搅拌或超声分散。