应用纳 (微) 米技术的先进高分子材料（二）

HEATS

　　表面接枝处理

　　利用化学反应在粒子表面接枝带有不同功能基团的聚合物，使之与基体聚合物结合更紧密。

　　高能处理法

　　利用电晕、紫外线、微波、等离子射线等处理粒子表面。如用共幅照的方法可将MMA接枝到MgO粉末上。改性后的MgO填充HDPE，MgO在基质中的分散性得到明显改善。

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　　1.2.2.纳米粒子在聚合物中直接分散方法

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　　该方法是制备聚合物/无机纳米复合材料最直接的方法，适用于各种形态的纳米粒子。但是由于纳米粒子存在很大的界面自由能，粒子极易自发团聚，利用常规的共混方法不能消除无机纳米粒子与聚合物基体之间的高界面能差。因此，要将无机纳米粒子直接分散于有机基质中制备聚合物纳米复合材料，必须通过必要的化学预分散和物理机械分散打开纳米粒子团聚体，将其均匀分散到聚合物基体材料中并与基体材料有良好的亲和性。

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　　纳米粒子直接分散可通过以下途径完成：

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　　(1)高分子溶液(或乳液)共混：例如，首先将聚合物基体溶解于适当的溶剂中制成溶液(或乳液)，然后加入无机纳米粒子，利用超声波分散或其他方法将纳米粒子均匀分散在溶液(或乳液)中。有人将环氧树脂溶于丙酮后加入经偶联剂处理过的纳米TiO2，搅拌均匀，再加入40wt%的聚酰胺后固化制得了环氧树脂/TiO2纳米复合材料。还有人将纳米SiO2粒子用硅烷偶联剂处理后加改性不饱和聚酯。

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　　(2)熔融共混：将纳米无机粒子与聚合物基体在密炼机、双螺杆等混炼机械上熔融共混。如将PMMA和纳米SiO2粒子熔融共混后，双螺杆造粒制得纳米复合材料。又如利用偶联剂超声作用下处理纳米CaCO3粒子，分散制得HDPE/nano—CaCO3复合材料。研究表明，将经过表面处理的纳米CaCO3粒子通过普通双螺杆挤出机熔融混炼，在聚合物中可以达到纳米尺度分散，获得了具有良好综合性能的纳米复合材料。

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　　(3)机械共混：例如，将偶联剂稀释后与碳纳米管混合，再与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)混合放入三头研磨机中研磨两小时以上。将研磨混合物放入模具，热压，制得功能型纳米复合材料。

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　　(4)聚合法：如，利用纳米SiO2粒子填充[Poly(HEMA)]制备了纳米复合材料。纳米SiO2粒子首先被羟乙基甲基丙烯酸(HEMA)功能化，然后与HEMA单体在悬浮体系中聚合。还有利用SiO2胶体表面带酸性，加入碱性单体4-乙烯基吡咯进行自由基聚合制得包覆型纳米复合材料