納米高分子是指無機填充物以納米尺寸分散在有機聚合物基體中形成的有機／無機納米複合材料。下面我們對納米高分子的制備方法進行一定的總結。

1．插層複合法

層狀無機物(如粘土、雲母、五氧化二釩、三氧化二錳層狀金屬鹽類等)在一定驅動力作用下能碎裂成納米尺寸的結構微區，其片層間距一般為納米級，可容納單體印聚合物分子。

插層複合法就是采用層狀元機物作為主體，有機單體作為客體插入無機物夾層間進行原位聚合或聚合物直接插進夾層間形成複合物。根據插層形式不同又可分為以下幾種；

(1)插層聚合 單體先嵌入片層中，再在熱、光、引發劑等作用下聚合。例如将粘土與己内酰胺熔融混合，在引發劑作用下制得粘土/尼龍(PA)嵌入複合材料；将苯胺、吡咯、噻吩、映喃等單體嵌入無機片層，再化學氧化或電化學聚合，制得導電性複合材料。

(2)溶液或乳液插層 通過溶液或乳液将聚合物單體嵌入片層中。例如通過丁苯橡膠甲苯溶液和丁苯膠乳分别與粘土共混制備粘土丁苯橡膠納米複合材料。但該方法的關鍵是尋找合适的單體和相容的聚合物粘土礦溶劑體系。

(3)熔融插層 将聚合物熔融嵌入片層中。如将烷基铵蒙脫石與聚苯乙烯(Ps)粉末混合，壓成球團，在高于Ps的玻璃化溫度下加熱球團，可制得納米粘土／聚苯乙烯。該法不需溶劑，适合大多數聚合物。

2．溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠技術是在聚合物存在的前提下，在共溶體系中使前驅物水解得溶膠，進而凝膠化，幹燥制成納米材料。該方法又可細分為：

1)前驅物溶于聚合物溶液中，再溶膠、凝膠。如采用這一技術通過矽酸乙酯在聚酰亞胺的N，N—二甲基乙酰胺溶液中溶膠-凝膠反應，制得納米SiO2/聚酰亞胺塑料；

2)生成溶膠後，與聚合物共混，再凝膠。如将異丙醇鋁溶膠與聚乙烯醇(PVA)混合，進行凝膠化，真空幹燥得納米Al2O3/PVA塑料。

3)前驅物存在下先使單體聚合，再凝膠化，先制得包覆油酸的TiO2／甲基丙烯酸甲酯溶膠，以過氧化苯甲酰為引發劑，聚合得納米TiO2/PMMA塑料。

4)前驅物和單體溶解于溶劑中，讓水解和聚合同時進行，它可使一些不溶的聚合物靠原位生成而嵌入無機網絡中。另外，可在聚合物或單體中引入能與無機組分形成化學鍵的基團。

3．直接分散法

該技術是制備納米複合材料最簡單的技術，适合各種形态的納米粒子。為防止粒子團聚，共混前要對納米粒子表面進行處理。目前采用的表面處理方法有表面覆蓋改性、局部活性改性、外膜層改性、機械化學改性等；就共混方式而言，又有溶液共混法、乳液共混法、熔融共混、機械共混等。共混技術将納米粒子與材料的合成分步進行，可控制粒子形态、尺寸。其難點是粒子的分散問題，控制粒子微區相尺寸及尺寸分布是其成敗的關鍵。在共混時，除采用分散劑、偶聯劑、表面功能改性劑等綜合處理外，還應采用超聲波輔助分散，方可達到均勻分散之目的。

将SiO2在聚吡咯中分散制得的SiO2納米聚吡咯塑料屬于這種結構。制備時是将分散的SiO2微粒(典型粒徑20nm)的膠體加入單體中，在氧化劑的作用下，通過電磁攪拌使其在一定溫度下聚合。

4．原位分散聚合枝術

原價分散聚合技術是先使納米粒子在單體中均勾分散，然後進行聚合反應。采用種子乳液聚合來制備納米塑料是将納米粒子作種子進行乳液聚合。在乳化利存在的情況下，一方面可防止粒子團聚，另一方面又可使每一粒子均勻分散于膠束中。采用納米A12O3為種子進行乙酸乙醞的乳液聚合，可得到PVAc／A12O3納米複合體系。該法同共混法一樣，要對納米粒子進行表面處理，但其效果要強于共混法。該方法既可實現粒子均勻分散，同時又可保持納米粒子持性，可一次聚合成型，避免加熱産生的降解，從而保持備性能的穩定。

來源：高分子學習研究公衆号，Suo

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