[发明专利]基于液相激光溅射技术无机-高分子纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机-高分子复合纳米材料的制备方法，尤其涉及一种基于液相激光溅射技术无机-高分子纳米复合材料的制备方法。

背景技术

由于有机高分子化合物的基本结构特征，与低分子化合物相比它们具有许多优异的性能，如机械强度大、弹性高、可塑性强、硬度大、耐磨、耐热、耐腐蚀、耐溶剂、电绝缘性强、气密性好等，使高分子材料具有非常广泛的应用。然而高分子材料本身也有一些缺点，如容易应力松弛和蠕变、易吸收紫外线或红外线而发生降解、强度有一定局限。相对而言，无机纳米颗粒以其独特的量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应所产生的多功能性近年来备受关注。无机纳米材料与高分子的复合即可显著改变高分子材料的光电力学等性能，因此，如何将多功能的无机纳米颗粒与高分子材料均匀的结合成为功能性复合材料是材料制备工艺的关键，也是近来此领域的研究重点。例如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）具有高度的透明性、良好的机械性能、质轻且易于加工、价格便宜等优点，因而广泛应用于飞机上的风挡和舷窗、大型建筑的天窗、吉普车的风挡与车窗、各种装饰品和玩具以及医学上用作人工角膜，但是PMMA本身有着质地较脆、易溶于有机溶剂、表面硬度不够、容易擦毛等不足。而纳米颗粒作为一种特殊填料加入PMMA中，通过良好的相容配合，便会显著改善其光电力学等性质。

现有技术中，传统合成高分子纳米复合材料的方法主要是将预先合成的纳米粒子加入到高分子聚合物（如PMMA）中，再通过机械共混、共熔过程分散无机纳米颗粒，进而获得高分子纳米复合材料。这种方法的缺点主要有：首先，在合成纳米颗粒的过程中用到的方法比较复杂，得到的产物中包含有其它类型的杂质。例如，用柠檬酸钠还原法制备Au纳米颗粒，总是会引入氯离子和柠檬酸钠，给所得纳米材料的清洗后处理带来了很大麻烦，而且很难保证完全清洗干净；另外，对于纳米尺度的无机材料，机械共混法只是机械地将纳米粒子与高分子聚合物混合，二者混合的均匀程度和纳米材料在聚合物中分散的均一性很差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于液相激光溅射技术无机-高分子纳米复合材料的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的基于液相激光溅射技术无机-高分子纳米复合材料的制备方法，利用液相激光溅射所产生的无机纳米材料与高分子单体经过原位聚合制得无机纳米材料分散均匀的无机-高分子纳米复合材料。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的基于液相激光溅射技术无机-高分子纳米复合材料的制备方法，由于利用液相激光溅射所产生的无机纳米材料与高分子单体经过原位聚合制得无机纳米材料分散均匀的无机-高分子纳米复合材料，首次联合使用液相激光溅射技术和多种高分子聚合方法，一方面拓展了液相激光溅射技术在无机-高分子纳米复合材料合成方面的应用，另一方面也为实现从纳米颗粒单元到块状复合材料的构筑及应用提供了新的途径与技术。

附图说明

图1为本发明实施例中液相激光溅射技术与本体原位聚合结合制备纳米复合板材（如PMMA/Au）的过程示意图；

图2为本发明实施例中PMMA/Au高分子纳米复合材料的光吸收谱图及纳米复合板材光学照片示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的基于液相激光溅射技术无机-高分子纳米复合材料的制备方法，其较佳的具体实施方式是：

利用液相激光溅射所产生的无机纳米材料与高分子单体经过原位聚合制得无机纳米材料分散均匀的无机-高分子纳米复合材料。

所述无机纳米材料包括金属纳米材料、氧化物纳米材料或量子点纳米材料。

针对一步法聚合合成的高分子单体，包括步骤：

首先利用液相激光溅射技术在高分子单体溶液中原位获得含有无机纳米材料颗粒的单体溶液胶体，然后在此胶体中加入引发剂（如偶氮二异丁腈AIBN）进行本体聚合得到所述无机纳米材料分散均匀的无机-高分子纳米复合材料。

针对多步法聚合的高分子单体，包括步骤：

首先利用液相激光溅射技术制备含有无机纳米材料颗粒的水溶胶，然后在进行高分子单体合成的反应过程中，用所述含有无机纳米材料颗粒的水溶胶代替去离子水加入，进行反应即可得到所述无机纳米材料分散均匀的无机-高分子纳米复合材料。

本体聚合制备聚甲基丙烯酸甲酯/金纳米晶纳米复合材料包括步骤：