凝胶法与共混分散复合法制备铁氧体/高分子复合纳米吸波材料

通过溶胶-凝胶(Sol-gelprocess) 技术制备无机-有机复合纳米材料是目前制备无机-有机复合材料最常用、也是最成熟的方法 。传统无机玻璃、陶瓷材料的合成是在高温(> 1200 ℃) 、高压条件下进行的,在这种条件下高分子材料会发生热分解,这就决定了在制备杂化材料的过程中不能采用高温。溶胶-凝胶法是一种低温软化学制备材料的方法,避免了在高温下操作的局限性,为合成杂化材料提供了一条重要途径。溶胶-凝胶过程是指将烷氧基金属或金属醇盐等前驱体在一定条件下水解缩合成溶胶(Sol),然后用溶剂挥发或加热等处理使溶液或溶胶转化为空间网状结构的无机氧化物凝胶(Gel)的过程,其中包括体系混合、凝胶化、陈化及干燥等过程。溶胶-凝胶法按无机-有机组分混合溶胶、凝胶化顺序等可分为原位溶胶化、溶胶-原位聚合法、无机-有机同步聚合法等。

可以将已制得的纳米级无机粉体作为填料与聚合物基体共混分散复合, 但要求分散相能制备成纳米级粉末。制备无机纳米粉体的常见方法有: 高能球磨法、超声粉碎法、微乳胶法、水热法、热解法、化学反应沉淀法、激光CVD 法等。分散共混复合具有直接简便的优点。也可用无机粉末与聚合物粉粒按一定比例混合再进行高能球磨进一步得到纳米级复合材料。粉末包覆即在大颗粒聚合物粉末表面包覆纳米无机粉体, 也可在无机纳米粉体表面形成一层聚合物包覆层。两者通过分子间力和氢键作用的包覆称吸附包覆。通过形成化学键相互作用的包覆称接枝包覆。粉末包覆有利于增强无机相分散性、稳定性及与聚合物之间的相容性。上述复合物可以直接加工成型, 也可作为填料剂加到其他聚合物中或油漆中, 作为隐身涂层材料。在单晶硅片、石英片、金表面以及石墨、二氧化硅纳米粒子、具有铁磁性的MnFe2O4纳米粒子、有机纤维、硅胶表面、高交联度聚苯乙烯乳胶球等基材上利用ATRP合成有机/ 无机复合材料的研究也很多。

此外,适于应用ATRP 方法的单体中可以含有能水解的硅元素,使得ATRP 后水解而得到有机/ 无机杂化材料也是一种可获得有机/ 无机复合材料的简捷方法。Wang 等在无机物表面引入过氧基团引发剂,并在其表面进行反向ATRP ,再利用其聚合物链末端活性引发剂碎片,对其他单体进行正向ATRP ,制得嵌段共聚物接枝的有机/ 无机复合材料。