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本文重点研究了纳米尺度纤毛状表面的制备方法,利用阳离子聚合方法得到了一系列具有纳米尺度纤毛状表面的材料并,对其超疏水、隔热应用做了初步研究。典型结果如下: 1.聚合物多毛球的制备。采用步骤简单、条件温和的无模板阳离子快速聚合方法大批量合成了纤毛直径及长度可调的聚合物多毛球材料。首先,通过对引发剂进行乳化得到引发剂的乳液液滴,加入单体引发聚合得到聚合物球,进而在其表面生长出直径及长度可控的聚合物纳米纤维。通过对单体、乳化剂、引发剂用量及温度的调控,可制备不同长度、不同直径、不同组份及不同交联度的聚合物多毛球材料。初步对该聚合物多毛球材料在隔热、吸音、超疏水等方面的性能进行了测试分析。 2.基体表面的纳米纤毛化改性。利用表面活性剂起到一种连接基体表面与引发剂(三氟化硼乙醚络合物,BFEE)的作用,在单体加入体系后,引发荆与单体接触并迅速引发聚合反应,在基体表面形成聚合物壳层,随之从壳层中生长出聚合物纳米纤维。通过控制反应条件可控制纤维的长度。多种织物、聚合物、金属及无机材料基体都适用于该改性方法,反应可在室温条件下快速进行,反应条件温和,可在数分钟内完成反应。最终制备出具有纳米纤毛结构的表层,基体仍然保持原有状态,以此改善和提高材料的表面性能。 3.“动态化学键保护”方法制备Janus纳米胶体颗粒。以一维聚合物纳米纤维为基体,通过改性使纤维表面带有醛基。纳米纤维表而的醛基与经过氨基改性的二氧化硅颗粒表面的氨基反应形成动态化学键醛亚胺键,实现基体纤维对纳米二氧化硅胶体颗粒连接处的保护,可对裸露在外的二氧化硅部分进行刻蚀或其他化学改性。在经过刻蚀后通过调节体系的pH值,使连接纳米颗粒与纤维基体的动态化学键水解,收集纳米颗粒即得到一端带有氨基而另一端带有羟基的Janus二氧化硅纳米颗粒。