聚合漆酚/纳米无机物杂化材料的研究

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生漆是我国特产之一,长期以来一直被作为涂料使用。其主要成分漆酚成膜性好,具有良好的抗腐蚀性、耐热性、抗老化性和机械性能。根据其结构特点,将无机半导体纳米粒子引入漆酚中得到聚合漆酚/无机半导体纳米杂化材料,一方面有可能开发出具有新功能性的有机/无机纳米杂化材料,另一方面可使生漆的独特性能在新的应用领域中得到发挥,促进生漆的应用开发研究。 经检索国内外文献至今还未见到有关漆酚纳米杂化材料的报道。 首先,本文探讨了以十二烷基苯磺酸钠(DBS)作包裹剂,用凝胶一微乳液法合成纳米SnO2的方案。探讨合成工艺对纳米SnO2的影响与合成纳米SnO2的最佳工艺条件,为将来制备聚合漆酚/纳米SnO2杂化材料研究提供依。 其次,本文利用溶胶—凝胶法首次获得了聚合漆酚/纳米SnO2杂化材料,通过红外光谱、荧光光谱、X光电子能谱、热重-差热量热分析、动态机械热分析等手段探讨聚合漆酚/纳米SnO2杂化材料的生成过程和结构特性,并用透射电镜对其微观形貌进行观察和表征。结果表明: (1) 本研究利用溶胶—凝胶法合成了聚合漆酚/纳米SnO2杂化材料。透射电镜观察表明,纳米SnO2在杂化材料在呈球形粒状和管状,少量呈分叉状,直径在20-60nm之间。(2) 表面活性剂DBS能提高纳米SnO2在聚合漆酚中的稳定性,对PUs/SnO2杂化材料的形成起了重要作用,使其颗粒大小在纳米范围内。(3) 红外分析和XPS分析表明,SnO2纳米粒子与聚合漆酚中羟基氧原子或DBS中氧原子之间存在着一定程度的配位趋向这,可能是纳米SnO2在DBS为表面活性剂的漆酚或聚合漆酚中能稳定分散的原因之一。(4) 在没有表面活性剂DBS情况下,在聚合漆酚中水合SnO2呈短棒晶状体,宽为100-200纳米,长则达几百纳米;也有少量成球状直径在100纳米以上。(5) TG—DTA热分析和DMTA分析表明,杂化材料热稳定性能较好,在330℃以下是稳定存在的。 最后,本文在电化学聚合漆酚的基础上,用电化学聚合漆酚/铜配合物,在一定条件下与NfoS作用,可获得聚合漆酚/纳米CllS杂化材料。杂化材料中CuS呈无定形,大小在20-50urn纳米之间。经200oC热处理后,材料中CUS尺寸仍在纳米尺寸范围内。漆酚中氧原子与Cll元素之间的配位作用及CllS的纳米表面作用使杂化材料的玻璃化转变温度、耐热性和耐溶剂能较聚合漆酚都有所提高。漆酚链段与CuS之间的作用,以及漆酚交联网络的存在可有效阻止CUS颗粒尺寸的增大,但漆酚交联网络产生的空间位阻也在一定程度上降低了 SZ”的扩散。 综上所述,本文用两种不同方法制备了不同聚合漆酚/纳米无机物杂化材料,研究了合成方法,结构特征及性能等。在理论上进行了有益的探讨,对今后漆酚纳米杂化材料和电化学聚合漆酚的进一步研究具有一定的理论和实验参考价值。
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