納米銀及其尼龍6基納米復合材料的制備與性能.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、納米銀(AgNPs)及其尼龍6(PA6)基復合材料具有廣闊的應用前景,因此受到學術和產業(yè)界的廣泛關注。作者利用己內酰胺(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復合材料和AgNPs/PA6復合微球。并探討了AgNPs在CL中的衍化過程。在制備AgNPs/PA6復合微球時,發(fā)現(xiàn)AgNPs的含量會對微球的形貌產生影響,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

2、該過程的影響。本論文的主要工作和結論如下:
  1.在CL熔體中,直接加入前驅體鹽硝酸銀(AgNO3)即可得到AgNPs。對CL與AgNO3的間的反應研究表明,AgNPs是AgNO3與CL間氧化還原反應的產物。AgNO3與CL的反應和AgNO3與O2的反應具有類似之處,結合先前CL與O2間的反應成果,推斷了AgNO3與CL間的反應機理。
  2.CL中AgNO3電離度小于1‰,使得CL與AgNO3間氧化還原反應進行得比較緩和

3、;CL與Ag+和Ag0間均存在絡合作用。兩者共同作用保證了生成初始小而均勻的粒子。粒子生長過程中經歷了Ostwald ripening生長機制,大粒子的生長得益于小粒子的聚并;整個過程中因為CL與AgNO3間的還原反應持續(xù)進行,不斷有小于5 nm的粒子產生;吸附于AgNPs表面的CL與AgNO3間的氧化還原和Ostwald ripening生長機制共同作用,造就了粒子特有的形貌特點。
  3.采用連續(xù)“雙原位”法制備得到了AgNP

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

5、降低了相反轉對粒子填充的敏感程度。本章,主要探討了對該分子量下PS制得的PA6微球性性質。
  5.在PS/PA6反應誘導分相過程中,PS含量和反應溫度對PA6的相反轉及其形貌影響很大:PS含量過低,界面含量較之于PA6過低,PA6不會完全相反轉。反應中聚合和結晶同時進行,兩者相對強度對PA6的相反轉影響很大,反應的起始溫度可以決定兩者相對強度,進而決定整個過程中PA6分子的運動能力,并對最后PA6的形貌產生影響。粒子對最后PA6

6、形貌的影響除了與聚合過程中PA6分子的運動性有關外,還與粒子自身表面張力所致的自聚集狀態(tài)有關,表面張力較大的TiO2 NPs由于容易形成孤立的膠團,使PA6相反轉中的微纖過早斷裂,相反轉較純體系提前;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)網絡,一部分PA6依附于SiO2骨架產生網絡狀PA6相;遠離SiO2骨架網絡處開始的聚合會形成球狀PA6,隨著反應進行,受球狀PA6中SiO2向分布于網狀PA6中SiO2團

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