固体高分辨核磁共振谱在有机－无机纳米复合材料中的应用
Application of solid-state high resolution NMR to organic-inorganic hybrid nanocomposite materials
摘要 用各种固体高分辨核磁共振(NMR)技术,结合其他有关方法.系统地研了不同类型的由溶胶-凝胶法合成的有机-无机纳米复合材料的均匀性,形态结构和性能,得到如下结果:(1).由溶胶-凝胶法合成的PEG/SI02复合材料的微观结构强烈依赖它们的组成.当PEG的含量低于30%重量比时,通过溶胶-凝胶法能够生成真正均匀的〓杂化复合材料.PEG的存在显著影响〓网络的结构,〓网络的结构反过来又影响PEG的相形态.PEG对〓网络微观结构的影响主要源于PEG链对SI-OH基的稀释和分离作用.随着PEG含量增加,PEG的相形态和运动性发生很大变化,从分子级均匀分散到微相分离,最后变到宏观相分离.在均匀的杂化物中,PEG呈伸直链,其〓比纯PEG高150K.在宏观相分离体系中,PEG的结晶行为与纯PEG非常类似.(2).苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SB-4A和SBS)与TEOS进行溶胶-凝胶反应,成功地制备了〓和〓复合材料.所加入的TEOS的含量对最后生成的复合材料的性质有显著影响.TEOS的含量有一最佳范围(对〓复合材料为30%~50%重量比,对〓复合材料为15%~30%重量比),在此范围内,复合材料的性质得到改善:贮存模量增加:高温〓向更高的温度移动.同时,低温〓保持不变,DMA和NMR测量结果表明,〓网络位置专一性地生成在PS微区.对〓、〓两种复合材料进行比较后发现,高分子的结构对生成的〓网络的结构也有很大影响.(3).由溶胶-凝胶法合成的〓复合材料有如下特点:PCL结晶度增大,〓网络起成核作用.〓网络的加入使得在熔化过程中部分有序的PCL链在较高温度下存在,且运动性降低,氢键可能是主要的原因.(4).通过溶胶-凝胶法合成了真正均匀的〓复合材料.由于水解不完全,〓网络中含有大量的〓基,这使得一般为无机的〓网络变成了有机的〓网络高分子.随着PVME的加入,〓网络缺陷增加,随着温度上升〓网络变得更加完善,对PVME链的束缚作用更强,使PVME链运动性降低.在〓复合材料中,PVME呈伸直链,其〓比纯PVME高〓.(5).PHEMA/PEG共混体系的相溶性和相形态依赖其组成.当PEG的含量小于12WT%时,共混物在〓范围内互溶;当PEG的含量大于〓时,发生相分离.在相溶区,PEG的运动性比PHEMA大.PHEMA的运动性降低,可能是由于PEG与PHEMA之间有较强的氢键作用.PHEMA/PEG共混体系是〓复合材料的前体.
- 作者：
- 陈卫兵
- 学位授予单位：
- 中国科学院武汉物理与数学研究所
- 专业名称：
- 无线电物理
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 1998年
- 导师姓名：
- 叶朝辉；冯汉桥
- 关键词：
- 核磁共振；复合材料；纳米材料；固体高分辨核磁共振谱；溶胶－凝胶法；有机－无机纳米复合材料
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