凝膠法與共混分散復(fù)合法制備鐵氧體/高分子復(fù)合納米吸波材料

通過(guò)溶膠-凝膠(Sol-gelprocess) 技術(shù)制備無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合納米材料是目前制備無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料最常用、也是最成熟的方法 。傳統(tǒng)無(wú)機(jī)玻璃、陶瓷材料的合成是在高溫(> 1200 ℃) 、高壓條件下進(jìn)行的,在這種條件下高分子材料會(huì)發(fā)生熱分解,這就決定了在制備雜化材料的過(guò)程中不能采用高溫。溶膠-凝膠法是一種低溫軟化學(xué)制備材料的方法,避免了在高溫下操作的局限性,為合成雜化材料提供了一條重要途徑。溶膠-凝膠過(guò)程是指將烷氧基金屬或金屬醇鹽等前驅(qū)體在一定條件下水解縮合成溶膠(Sol),然后用溶劑揮發(fā)或加熱等處理使溶液或溶膠轉(zhuǎn)化為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)氧化物凝膠(Gel)的過(guò)程,其中包括體系混合、凝膠化、陳化及干燥等過(guò)程。溶膠-凝膠法按無(wú)機(jī)-有機(jī)組分混合溶膠、凝膠化順序等可分為原位溶膠化、溶膠-原位聚合法、無(wú)機(jī)-有機(jī)同步聚合法等。

可以將已制得的納米級(jí)無(wú)機(jī)粉體作為填料與聚合物基體共混分散復(fù)合, 但要求分散相能制備成納米級(jí)粉末。制備無(wú)機(jī)納米粉體的常見(jiàn)方法有: 高能球磨法、超聲粉碎法、微乳膠法、水熱法、熱解法、化學(xué)反應(yīng)沉淀法、激光CVD 法等。分散共混復(fù)合具有直接簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。也可用無(wú)機(jī)粉末與聚合物粉粒按一定比例混合再進(jìn)行高能球磨進(jìn)一步得到納米級(jí)復(fù)合材料。粉末包覆即在大顆粒聚合物粉末表面包覆納米無(wú)機(jī)粉體, 也可在無(wú)機(jī)納米粉體表面形成一層聚合物包覆層。兩者通過(guò)分子間力和氫鍵作用的包覆稱(chēng)吸附包覆。通過(guò)形成化學(xué)鍵相互作用的包覆稱(chēng)接枝包覆。粉末包覆有利于增強(qiáng)無(wú)機(jī)相分散性、穩(wěn)定性及與聚合物之間的相容性。上述復(fù)合物可以直接加工成型, 也可作為填料劑加到其他聚合物中或油漆中, 作為隱身涂層材料。在單晶硅片、石英片、金表面以及石墨、二氧化硅納米粒子、具有鐵磁性的MnFe2O4納米粒子、有機(jī)纖維、硅膠表面、高交聯(lián)度聚苯乙烯乳膠球等基材上利用ATRP合成有機(jī)/ 無(wú)機(jī)復(fù)合材料的研究也很多。

此外,適于應(yīng)用ATRP 方法的單體中可以含有能水解的硅元素,使得ATRP 后水解而得到有機(jī)/ 無(wú)機(jī)雜化材料也是一種可獲得有機(jī)/ 無(wú)機(jī)復(fù)合材料的簡(jiǎn)捷方法。Wang 等在無(wú)機(jī)物表面引入過(guò)氧基團(tuán)引發(fā)劑,并在其表面進(jìn)行反向ATRP ,再利用其聚合物鏈末端活性引發(fā)劑碎片,對(duì)其他單體進(jìn)行正向ATRP ,制得嵌段共聚物接枝的有機(jī)/ 無(wú)機(jī)復(fù)合材料。