SiO2纳米粒子在聚苯乙烯%2f水界面的有序组装的研究.pdfVIP

第六届中国纳米科技西安研讨会论文集 Si02纳米粒子在聚苯乙烯／水界面的有序组装研究 宁科功杨霄雪贺拥军+李侃社蔡会武曲建林 (西安科技大学化学与化工系陕西西安710054) 摘要：本实验制备了粒径在150纳米的二氧化硅粒子，并与其为乳化剂制备y--氧化硅粒子稳定的Pickcring 乳液，以该乳液为介质聚合苯zl烯(Ps)，得到了SiOdPS复合材料；乳液用光学显微镜观察、苯乙烯聚合 后的固体产物用扫描电镜观察其表面．结果表明，表面改性和未改性的si02都被组装在苯乙烯，水的界面， 但改性后的固体粒子更好的稳定这种乳液．苯乙烯在该乳液中的聚台结果表明，表面改性的固体si02粒子 在聚苯乙烯表面形成更紧密的阵列．且呈单层的吸附在Ps表面，随同体粒子表面被水洲湿程度的减小。Si02 粒子在聚苯乙烯表面形成的阵列更紧密． 关键词：纳米Si02 Picketing乳液sio妒s复合材料Siq阵列 0．引言 纳米二氧化硅在工业和生产中占有重要的作用，有序组装的纳米二氧化硅由其高表面积 及相对良好的热稳定性，而广泛应用于催化…、吸附分离H，微反应器p1和功能组装材料的主 体14l等领域。传统的制各方法是以亲永性的固体为模版使无定形的二氧化硅在其上生长而有 序．近年来人们发现用疏水性的模版也可以进行该类组装，Aksay[51在疏水性的石墨等许多 基片上同样制各高取向性的二氧化硅薄膜，并提出了其自组装机理，详细地研究7氧化硅薄 膜从无序向有序的转交过程，他们认为首先表面活性剂在石墨片上自组装形成超分子结构． 石墨和表面活性剂之间的静电作用导致形成完整的柱状形面，为无机相的形成提供一个有机 模板；由于石墨表面和表面活性剂尾端的相互作用力(疏水性和范德华力)，使得无机相通过插 层和缩合作用在表面活性剂形成的超分子模板空间异相成核．得到具有多级结构的二氧化硅 纳米薄膜。 emulsionor 续Piekering于1907年报告了固体粒子稳定乳液(solid-stabilizedPicketing 和Binks”】研究了不同粒径、不同亲疏水性的纳米二氧化硅固体粒子稳定的乳液．讨论了粒 子的粒径、亲疏水性等性质对}L液性质的影响。由于在Picketing乳波中固体粒子披固定在 了连续相和分散相的界面之间，所咀固体粒子及油水界面就构成了一个特殊的层，应用这个 层人们分别制备了不同的纳米组装结构。然而，直接用液体为分散相很难固定和观测界面上 纳米粒子的排布，这使该乳液所组装的纳米粒子的应用受到很大的局限。 针对以上问题，本研究采用苯乙烯单体为Pickering乳液的分散相，在乳液稳定后聚合 苯乙烯变为固体聚苯乙烯。进而来实现纳米二氧化硅在Ps表面的有序组装，通过调节纳米 二氧化硅的亲疏水性来实现固体粒子的不同组装，制备具有两极结构的Si02／PS复合材料． 1．实验部分 1．1原料 所用药品皆为分析纯药品；无水乙醇(西安化学试剂厂)；氨水(两安三浦精细化工厂)： 正硅酸乙酯(天津市科密欧化学试剂开发中心)；苯乙烯(天津市化学试荆一厂)；偶氮二异 丁腈(上海山浦化工有限公司)；乙烯基三甲氧基硅醚(A一151上海山浦化工有限公司)。 13．纳米二氧化硅粒子的制各 作者：宁科功，男。硕士研究生，研究方向为纳米粒子形貌控制及界面组装材料。 07JK313 陕西省自然科学基金支持号：2006829；陕西省科学技术研究计划(自然)支持号t 第六届中国纲米科技西安研讨会论文集 纳米二氧化硅的制备方法为超声辅助的溶胶，凝胶法，用量筒量取40mL无水乙醇，加 入19mL的二次蒸馏水，超声分散20分钟。然后加入5mL 25％的氨水，混合均匀作为混合 液以备用；再取10mL的无水乙醇加入3mL的正硅酸乙酯超声分散lO分钟，倒入滴液漏斗 中．在超声振动下逐滴加入到混合液中，反应12小时后，沉淀用乙醇和蒸馏水各洗涤三次， 抽滤，真空干燥，制各单分散的二氧化硅球。 1．3纳米二氧化硅粒子的表面改性 用A—15l型硅烷偶联剂对Si02粒子