杏彩体育下载苹果 如何利用毛细管力实现高性能的聚合物渗透纳米粒子膜制

2024-05-10 08:02:05 1 来源:杏彩体育官网入口 作者:杏彩体育网页版

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  高负载聚合物纳米复合材料膜,我们定义为纳米颗粒体积分数大于50%的那些,比它们的对应物具有额外的性能增强。

  获得高导电性所必需的热和电渗透随着高填料含量而发生因此,高填充量的聚合物纳米复合材料显示出几个数量级的导电性增强更高的填料含量也赋予更高的折射率以及机械强度和韧性的增强。

  例如,具有模仿珍珠质结构的各向异性纳米颗粒的高填充分数的纳米复合膜可以同时表现出高强度、刚度和韧性,使它们特别适合保护涂层应用。

  生产聚合物纳米复合材料的传统方法在制造具有极高纳米颗粒分数的纳米复合材料涂层和膜方面存在几个挑战。

  一般来说,纳米级材料的强颗粒间作用力和高表面积使它们易于聚集,使得混合、复合和薄膜拉伸非常具有挑战性。

  原位聚,其需要混合单体和纳米颗粒,随后在纳米颗粒的空隙中聚合单体,由于单体的低粘度,允许更高的填充分数。

  逐层组装可以产生具有均匀填料分布的高度填充的复合材料,但是可能是耗时的,并且通常限于相反电荷的水溶性物质。

  为了克服这些障碍,聚合物渗透到填充的纳米颗粒膜的空隙中是一种有趣的替代方法,可以用各种各样的聚合物和纳米颗粒产生高度填充的纳米复合材料膜。

  聚合物渗透的代表性方法包括真空辅助渗透,原位电聚合并启动化学气相沉积剪切挤压也显示出生产具有受控取向的高填料百分比复合材料的潜力。

  最近,利用基于毛细现象毛细管上升渗透(CaRI)包括制备由聚合物层和纳米颗粒层组成的双层膜,然后将该双层加热到玻璃化转变温度(Tg)以诱导聚合物渗透。

  通过控制聚合物层相对于纳米颗粒层的厚度,可以容易地产生具有分级或均匀孔隙率的针状物这种方法可以进一步扩展到通过诱导低T值的CaRI来实现PINFs的图案化g来自溶胀网络的聚合物在第二种方法。

  聚合物的溶剂驱动渗透(SIP)中,利用毛细管冷凝来诱导聚合物渗透到纳米粒子膜中将类似于CaRI方法中使用的双层暴露于溶剂蒸汽中,溶剂蒸汽通过毛细管冷凝在纳米颗粒填料的空隙中冷凝。