不同形貌的纳米二氧化硅制备方法及其对高分子复合材料力学性能的影响综述

发布时间：2021-07-09 23:47

　　纳米SiO₂以其巨大的应用潜力被各领域学者所关注。由于纳米SiO₂性能优越、价格低廉以及制备简便,被广泛运用到各个领域。为获得其掺杂复合材料最良好的力学性能,近年来学者们针对纳米SiO₂的颗粒粒径及形貌的制备方法及其在不同掺杂条件下对复合材料力学性能的影响进行了详细的研究。本实验对不同形貌、尺寸的纳米SiO₂的制备方法进行了总结,同时对不同掺杂条件的纳米SiO₂对高分子复合材料力学性能的影响进行了阐述,并对未来工业化生产等方向进行了展望。 

【文章来源】：材料导报. 2020,34(S2)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

SiO2的结构

SnO2粉末作为一种成本相对较低的催化剂,采用热蒸发法将其与SiO2粉末混合热蒸发,即可在硅带衬底上生长形成线状纳米SiO2,同时改变沉积温度及蒸汽压力也可改变SiO2纳米材料的结构和形貌,从而在成本较低的情况下实现了对其光学性能的定制[8],如图2所示。因此,在工艺中改变反应条件也能使样品的结构和形貌发生改变,该方法实施较为简便,具有潜在的应用价值。由于热蒸发法所得产品产量高,为了工业化大批量制备纳米SiO2,开发如SnO2等新型、简单、低成本的催化剂成为该方法未来必须攻克的难题,同时探究其反应条件对形貌影响的机制也是一个关键的研究方向,以实现该方法中纳米SiO2的多形貌制备,从而完善其应用。

随着制造工业的发展,静电纺丝技术作为一种利用机械设备制备纳米材料的便捷方法被广泛应用,该技术将高分子流体通过静电雾化,形成聚合物微小射流,并固化成纤维,可以方便快捷地制备纳米级直径的一维聚合物纤维材料,如图3所示,该方法的主要优点是成本低,同时具有工艺灵活性,能够从各种材料中制造出连续、表面光滑、粗细均匀的纳米纤维[9]。为形成多孔结构,可以采用液相分离致孔技术和固相分离致孔技术:液相分离致孔技术中可以通过改变纺丝液溶剂种类[10]、溶剂挥发程度[11]、反应的电场强度[12]等实现对产物纤维形貌及尺寸的控制,制备方法快速方便,产物杂质较少,但所得产品不易控制孔的尺寸,且纤维内部易形成孔洞等,从而破坏材料力学性能;固相分离致孔技术通过控制加入颗粒的尺寸可以更容易地控制纤维的孔尺寸及形状[5],但分离后易残留杂质。静电纺丝技术目前主要应用于复合纳米材料的制备,如制备通过其具有的温度敏感性来实现双载药规律释放的聚乳酸/介孔SiO2纳米颗粒电纺复合纤维[4],以及制备可以实现药物的持续释放从而促进皮肤伤口愈合的SBA-15、聚乙烯醇(PVA)及姜黄素结合的复合纳米纤维[5]。


本文编号：3274731