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无机纳米材料表面改性的研究进展姓名：孙震学号：9901090094班级：粉冶工程试验班0901无机纳米材料表面改性的研究进展摘要：团聚是纳米粉体材料中首先要解决的问题，而表面改性是有效解决此问题的一种方法。
本文介绍了纳米表面改性材料的一些基本方法，并介绍了国内外改性材料的一些实例，并对表面改性的前景作出了展望。
纳米粉体是指线度处于1~100nm之间的粒子聚合体, 包括金属、金属氧化物、非金属氧化物和其他各种各类的化合物。
与普通纳米粉体相比, 纳米粉体的特异结构使其具有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应及宏观量子隧道效应, 因而在催化、磁性材料、医学、生物工程、精细陶瓷、化妆品等众多领域显示出广泛的应用前景, 被誉为面向21世纪的高功能材料, 成为各国竞相开发的热点。
近年来随着粉体制备技术的发展, 人们已经成功制备出各种纳米粉体, 制备方法多种多样, 如化学气相沉积法、等离子体法、物理气相沉积法、沉淀法、微乳液法、溶胶一凝胶法、高能球磨法等, 并且许多己经实现了工业化。
我国现在已能生产铁、钻、镍、镁、银、铜、铝等金属纳米粉, 二氧化硅、二氧化铁、二氧化错、三氧化二铝、氧化钙、氧化锌等氧化物粉末, 以及碳化硅、氮化硅等陶瓷粉末川。
但制备出纳米粉体还只是第一步, 最艰巨的一步是针对不同使用介质、不同使用场合的表面改性和处理。
因为纳米粉体粒径小、比表面积和表面能极大极易团聚而不能发挥纳米粉体的优异特性, 纳米粉体团聚已经给粉体技术及相关工业领域带来了很大的麻烦, 是其应用中首要解决的问题川。
另外, 纳米粉体与介质的不相容性导致界面出现空隙, 存在相分离现象, 所以必须对纳米粉体进行表面处理。
1纳米粉体团聚的原因由于纳米粒子所具有的特殊的表面结构, 所以在粒子间存在着有别于常规粒子(颗粒)间的作用能，即纳米作用能(F n )。
定性地讲, 这种纳米作用能就是纳米粒子的表面因缺少邻近配位的原子, 具有很高的活性, 而使纳米粒子彼此团聚的内在属性, 其物理意义应是单位比表面积纳米粒子具有的吸附力。
有机无机纳米复合材料中无机纳米粒子表面改性方法的研究进展摘要：纳米粒子和纳米复合材料被广泛的应用在各个领域，如药类、纺织、化妆品、农业、光学、食品包装、光电设备、半导体设备、航天航空设备、建筑行业以及催化剂中。
纳米粒子能被添加到纳米聚合材料中。
由无机纳米粒子和有机高分子组成的新一类的聚合物纳米复合材料具有他们组成成分本身不具备的性能。
因此具有工业应用的前景。
无机纳米粒子和聚合物基体的合并能显著提高基体的性能。
新聚合物可能会在热力学性能、力学性能、流变性能、电力性能、催化性能、阻滞性和光学性能上获得提升。
提升的性能受添加的纳米粒子的大小、形状、浓度以及和聚合物基体融合程度的影响。
其中的关键问题在于防止颗粒凝聚。
在聚合物基体中很难形成均匀分散的纳米粒子颗粒，因为纳米粒子颗粒的比表面积和体积效应容易造成粒子的凝聚。
通过对无机纳米粒子的表面改性可以解决这个难题。
改性能提高无机粒子和聚合物基体的表面相互作用。
有两种方法对无机粒子表面进行改性。
第一种方法是使表面和一些小分子反应或者镶嵌一些小分子，比如硅烷偶联剂；第二种方法是基于通过共价键将聚合物与粒子上的羟基相连接。
第二种方法比第一种方法好的地方是，嫁接后的粒子能通过对嫁接单体的种类和嫁接方法的改变而得到想要的性质。
关键词：无机纳米粒子；表面改性；嫁接；硅烷偶联剂；有机无机纳米复合材料第一章.简介有机无机纳米复合粒子的发展，经常是通过在无机粒子上嫁接合成高分子或在聚合物基体上添加改性纳米粒子（NPs）来提高复合材料的机械性能和其他性能。
一类新材料，以无机纳米粒子和有机高分子组成的纳米复合材料为代表的，当和它们各自本身的组成成分相比时，能展现出更好的性能。
无机纳米粒子的表面改性已经吸引了很大的关注。
无机纳米粒子的表面改性已经吸引了很大的关注，因为它能很好的融合纳米粒子和聚合物基体，并且提高它们的表面性能。
无机纳米粒子改性的聚合物基体能同时具备聚合物基体的性能和无机纳米粒子本身独特的性能，如更轻的重量和更好的可成形性。
PP/PS共混改性的研究的开题报告一、题目：PP/PS共混改性的研究二、本课题的研究意义：由于PP和PS塑料具有不同的物理和化学特性，它们共混后会发生很多特殊的物理和化学变化，这对于塑料的应用具有重要的意义。
本题的研究将探讨PP/PS共混改性对于塑料加工和应用的影响，对于塑料工业的研究和发展具有重大的意义。
三、研究目的：1. 探究PP/PS共混的特性及改性过程，为工业应用提供实验证据。
2. 获得不同比例的PP/PS共混物的物理和化学特性，分析对塑料应用产生的影响。
3. 研究共混物改性的条件，以获得最优化的物理和化学特性。
四、研究内容：1. PP/PS共混物的制备：根据不同比例的PP和PS，配置不同的共混物质量比例，使用挤出机获得共混物样品。
2. 共混物的物理和化学特性：使用扫描电镜、紫外光谱、XRD测试共混物的物理和化学特性。
通过比较不同比例的共混物，分析其物理和化学特性的不同。
3. 共混物改性条件的研究：通过对共混物的添加剂、加工温度、添加顺序等多个因素进行调整，研究改性条件的影响。
五、研究方法及流程：1. 配置不同比例的PP和PS样品，使用挤出机制作共混物。
2. 通过扫描电镜、紫外光谱、XRD等测试方法，分析不同比例的共混物的特性。
3. 调整共混物的添加剂、加工温度、添加顺序等因素，获得改性条件影响下的物理和化学特性。
4. 对各组数据进行分析，比较不同组之间的差异，总结共混物改性的最优条件。
六、研究周期及预算：1. 研究周期：3个月。
2. 预算：材料费用：2000元。
设备费用：1000元。
人员工资：5000元。
合计：8000元。
七、参考文献：1. Xiaowei Zhang，Xiaoning Lu，Xiuli Wang等，”Phase transitions in the blends of poly(styrene)/polypropylene”. Polymer, 2005,46: 3663-3669.2. M. Gonz¨023120lez，R. Gonz¨023179lez-N¨023124chez, E. Mu~iloz, et al.，”Flame-retardancy and mechanical properties of henequen-glass filled polypropylene–styrene blends”，Composites Science and Technology，2006,66： 840-847.3. Donglin Li, Guangsheng Luo, Fei Su，”Study on the morphology and properties of the blends ofpolypropylene/polystyrene”，Materials & Design，2010，31：3649–3656.4. 董怡红，黄志强，王卫，等，”PP/PS共混母料制备及加工工艺的研究”。
P S无机纳米粒子共混改性研究精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-密级公开学号衡水学院毕业论文PS/无机纳米粒子共混改性研究论文作者：姜波指导教师：李丽霞系别：：应用化学系专业应用化学年级：2009级提交日期：2013年5月20日答辩日期：2013年6月2日毕业论文学术承诺本人郑重承诺：所呈交的毕业论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不存在抄袭情况，论文中不包含其他人已经发表的研究成果，也不包含他人或其他教学机构取得的研究成果。
作者签名：日期：毕业论文使用授权的说明本人了解并遵守衡水学院有关保留、使用毕业论文的规定。
即：学校有权保留或向有关部门送交毕业论文的原件或复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公开论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文及相关资料。
作者签名：指导教师签名：日期：日期：论文题目：PS/无机纳米粒子共混改性研究摘要：聚苯乙烯具有优良的使用性能，但是其耐环境应力、冲击性能及耐溶剂性能较差，热变形温度较低(70~98℃)，使它的应用受到限制。
许多研究者利用不同材料对聚苯乙烯进行了改性研究。
本文采用硅烷偶联剂对纳米TiO2进行了表面有机改性，采用熔融共混的方法制备了聚苯乙烯/TiO2纳米复合材料。
并测试其拉伸强度、冲击性能和维卡软化温度，结果证明，纳米复合材料的拉伸强度先增大后减小，改性后纳米TiO2添加量为0.9 wt%时，材料的拉伸击强度达到最大值35.7 MPa；冲击强度先增大后减小，改性后纳米TiO2添加量为0.9 wt%时，材料的冲击强度达到最大值2.91 kJ/m2；随着纳米TiO2量的增加维卡软化温度降低，但是幅度不大。
关键词：纳米TiO2；聚苯乙烯；拉伸强度；冲击强度；维卡软化温度Title：PS / INORGANIC NANOPARTICLES BLENDINGMODIFICATION RESEARCHAbstract：Polystyrene has excellent performance, but its resistance to environmental stress, impact properties and poor solvent resistance, heat distortion temperature is low (70 ~ 98℃), so that its application is limited. Many researchers use different materials for the modif ication of polystyrene. In this paper, TiO2 nanoparticles were surface modified by silane cou pling agent, polystyrene/TiO2 nanocomposites were prepared by melt blending method syste m. The tensile strengt h, impact resistance and vicat softening temperature wer e tested. Experimental results show that the tensile strength of nanocompo sites was increased first and then decreased, the tensile impact strengthoptimum was reached the maximum value 35.7 MPa when the modified nano TiO2added 0.9 wt%. Impact strength was also increased first and then decrease d, the impact strength of the composite reaches the maximum value 2.91 kJ/was added 0.9 wt%. Vicat softening temperatu m2 when the modified nano TiO2re was reduced, but varied little.; Polystyrene; Tensile strength; Impact strength; Vicat Keywords:Nano TiO2s o f t e n i n g t e m p e r a t u r e目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 聚苯乙烯概述 (1)1.1.1 聚苯乙烯优缺点 (1)1.1.2 聚苯乙烯的应用 (1)1.2 国内外研究进展 (2)1.3 课题研究意义和研究内容 (3)2 实验部分 (4)2.1 实验仪器与药品 (4)2.2 纳米TiO的修饰 (4)2纳米复合材料的制备 (5)2.3 聚苯乙烯/TiO2纳米复合材料性能的研究 (5)2.4 聚苯乙烯/TiO23 实验结果及讨论 (6)3.1 拉伸性能测试 (6)加入量对拉伸强度的影响 (6)3.1.1 纳米TiO23.1.2 纳米TiO加入量对断裂伸长率的影响 (7)23.2 冲击强度测试 (7)3.3 维卡软化温度的分析 (9)结语 (10)参考文献 (11)致谢 (12)1 绪论1.1聚苯乙烯概述聚苯乙烯（PS）是指由单体苯乙烯经自由基聚合反应而成的一种聚合物。
玻璃化温度80-90 ℃，非晶态密度1.04-1.06 g/cm3，晶体密度 1.11-1.12 g/cm3，熔融温度240 ℃，电阻率为10.20-10.22 ?·m[1]。
PS的化学稳定性较差，可以被多种有机溶剂（如：芳烃、卤代烃等）溶解，被强酸强碱腐蚀，不抗油脂，在受到紫外光照射后易变色。
PS主要分为通用级聚苯乙烯，高抗冲级聚苯乙烯和发泡聚苯乙烯，属五大通用热塑性合成树脂之一[2]。
1.1.1 聚苯乙烯优缺点优点：聚苯乙烯具有透明、成型性好、刚性高、化学性能及电绝缘性优良、低吸湿性和价格低廉等优点。
缺点：聚苯乙烯质脆，冲击强度不高，耐环境应力开裂及耐溶剂性能、耐热性能差,导电性能差[3]。
1.1.2 聚苯乙烯的应用对PS进行改性，不仅改善了PS的性能，除了作为工程塑料材料以外，同时也扩大了其它方面的应用领域。
包装材料淀粉接枝PS加工成膜、包装材料等，其外观、降解性能理想，如20 %-30 %的淀粉接枝PS制成瓶子的强度与通用PS塑料瓶类似。
淀粉接枝PS与PS共混型一次性快餐用具、包装盒等，气密性和机械强度高，成本低，户外直接照射降解快，土埋降解亦佳。
胶粘剂PS的分子结构中含有苯环，刚性大，与极性物质的粘结性较差。
用PS制得胶粘剂的强度差，且胶层硬而脆，需加入改性剂进行处理。
在PS大分子链上引入极性基团，使其相互交联形成酯类聚合物，明显改善了对极性物质的粘结性。
防水涂料李良波等研究了用丙烯酸接枝改性废PS泡沫塑料，与石油沥青共混，制得水乳性防水涂料，用作建筑物层顶防水材料。
实验结果表明，丙烯酸可增强乳化效果，比单纯PS改性材料柔韧性好，也可改善涂料的附着与成膜性能，涂料的性能指标达到防水涂料的要求。
农用薄膜塑料PS、PVC及PE与农药混合制成农用薄膜，覆盖在农作物上，可缓慢释放出农药；或将药物直接包封在塑料中，通过表面微孔释放。
在各种农药缓/控释剂中，工艺较成熟、品种较多、生产量较大的仍然是微胶囊剂。
它是通过物理或化学方法使农药和其它物质分散成微米级微粒，然后用聚合物包裹和固定起来，形成具有一定包覆强度并能缓/控释原药的半透膜胶囊。
囊经一般为5-200 μm，囊皮可以是天然的、半合成的或者合成的高分子化合物，包括蛋白质类、高分子碳水化合物、纤维素类、脂肪酸及其衍生物、无机高分子、乙烯基聚合物、聚酰胺、聚氨酯和聚酯等。
医药苯乙烯-马来酸酐共聚物、肝素同系物等具有协同抗肿瘤活性，与常见的小分子抗肿瘤药物配伍使用能够使复合药物的抗肿瘤活性增强。
另外，在装有搅拌器、回流冷凝器和温度计的三口瓶中，加200 ml蒸馏水和2 g淀粉进行搅拌，加热使淀粉全部溶解，在另医烧杯中加引发剂溶解在甲基丙烯酸甲酯单体中，当引发剂全部溶解后，再加入苯乙烯，在强烈搅拌下把单体苯乙烯溶液加入冷至室温的淀粉水溶液的烧杯中，测定PH值<7，补加几滴碱液，直到碱液PH值=7为止，通水进入冷却器，缓慢在水浴上加热升温至76 ℃，反应2-3 h，在此温度下维持 3h，将共聚物过滤，用水洗涤几次直到除去淀粉为止，加入1滴碱液观察蓝色消失（淀粉被洗净）。
在40 ℃-50 ℃下干燥，过30目筛，此共聚物可制造牙托粉，还可以用于干燥假牙。
把10 % PS-二氯甲烷溶液及1份8 %明胶水溶液加入反应器中，高速搅拌乳化，形成油包水乳液。
将上述乳液小心加入到1 %明胶水溶液中，并进行搅拌，温度为37 ℃，让二氯甲烷慢慢挥发，约5 h后形成PS薄膜。
改薄膜胶囊主要用于药物控制释放等领域[4]。
1.2 国内外研究进展PS具有优良的使用性能，但是其耐环境应力、冲击性能及耐溶剂性能较差，热变形温度较低(70~98℃)，使它的应用受到限制。
许多研究者利用不同材料对聚苯乙烯进行了改性。
主要的改性方法有物理改性和化学改性。
物理改性研究方面，张卫勤等将十溴二苯醚（DBDPO）和三氧化二锑（Sb2O3）与聚苯乙烯进行复合加工制成阻燃高抗冲聚苯乙烯材料，并进行了实验[5]。
发现：m （DBDPO）：m（Sb2O3）=3：1时，阻燃效果和抗冲击效果最好。
黄宏亮等直接在线性低密度聚乙烯/高抗冲聚苯乙烯共混体系中加入路易斯酸，使体系发生Friedel-Crafts烷基化反应，考察了不同AlCl3含量、反应时间和反应温度对体系增容效果的影响[6]。
范红青，谢小林等用硅烷偶联剂对纳米TiO2进行修饰，然后添加进聚苯乙烯体系，并研究了PS/纳米TiO2复合材料进行氙灯紫外老化处理[7]。
结果表明：紫外老化处理过的PS/纳米TiO2复合材料拉伸性能、冲击强度、耐热性能及硬度下降不大。
所以纳米TiO2能够减缓紫外线对聚苯乙烯材料的老化。
化学改性研究方面，Monteiro等在低链转移常数RAFT试剂存在的条件下，通过乳液聚合得到了30~80 nm的聚苯乙烯纳米粒子[8]。
优点是聚苯乙烯纳米粒子数目较多，粒径尺寸较小，工艺较为简单。
不足是乳液在热力学上不稳定，而且需要大力搅拌，随着静置时间的变长，乳胶粒子一直会聚集从而长大，最终将会分层。
