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这些新型材料引起人们越来越大的兴趣是由于其复杂的结构和有趣的性能特征。现讨论以下几点:
・纳米复合材料的设计和形成；
•粒子的尺寸；
•潜在用途；
•性能。
纳米复合材料除具有较小的粒径外，一般还需具有非常均匀的组成，这两个要求对合成方法作了限制。另外，在选择合成方法时还需考虑最终产品的形式。下面将讨论纳米复合材料制备方法的许多设计策略。
方法之一是制备所需粒径的颗粒状材料，然后混人可铸塑基材中，随后成膜。图16 - 16所示为用于激光放大所需膜的制备步骤和化学反应过程，该过程从原材料开始一直到最终的膜63。第一步，制备含有硅和镁的单体的聚合物，制成粒径为100 - 500nni的微珠。这些微珠经1000龙高温处理，去掉有机成分，形成lOOnm尺寸的结晶镁橄榄石微珠。在光学应用中，若粒子尺寸大于25nm,为基体选择一种具有非常相似的折光率（折光率差低于 0.02）的聚合物是非常重要的；否则，会造成光散射。第二步选择所用聚合物使其与基体的折光率精确匹配。
图16-17所示为导电聚合物/无机氧化物纳米复合材料粒子的形成过程。将粒径为 20nm的二氧化硅微粒分散在水中，加入氧化剂和单体（毗咯或苯胺），在室温下搅拌聚合 16h,最终得到“草莓”状纳米复合材料团簇7°。
通过机械研磨可得到窄粒径分布的硅纳米微粒（25~50nm）74。这种可大量生产的微粒的简单方法有着广泛的应用领域。
由于含有金属微粒的纳米复合材料在催化剂、光学和电子设备方面非常有用，因此，这类材料的开发将具有显著的经济效益股。图16-18所示为合成方法示意图。用于此材料的聚合物是聚（4-甲基-1-戊烯）和聚四氟乙烯.二甲基环辛二烯箱（U）用做金属前驱物，金属前驱物溶于二氧化碳超临界液体中，并浸渍在固态聚合物中。然后，使金属前驱物发生化学还原或热还原产生金属微区。超临界二氧化碳在该体系中的性能非常重要。若其对所有聚合物都有高的渗透速率，则聚合物或金属前驱物都不必溶解在二氧化碳中。这种方法可适用于任何体系79。
通过带有十二烷基硫醇的金离子的相转移反应，可得到表面官能化的金微粒。图16-19所示为此类粒子的结构83。由于这些粒子具有非线性光学极化性，而引起人们的兴趣。把这些粒子与甲基丙烯酸甲酯和引发剂混合，然后聚合，未出现粒子团聚现象，但由于有纳米微粒的存在而使反应速率减慢
在http://www.djwds.com/http://www.djwds.com/聚氨酯中分散金属氯化物可得到含有金属的纳米复合材料。将聚氨酯和金属盐都溶于A； N'- 二甲基乙酰胺中，然后铸膜，用硼氢化钠还原金属盐2'°。金属粒径与金属盐和浓度有关。
如图16-20所示，可制得层状纳米复合材料。将硅酸盐粉末悬浮于单体中可很简单地将e -己内酯进行层间插层祖。接着，在100龙条件卜进行聚合反应，就可制得插入聚（e-己内酯）基体中的聚合物插层硅酸盐复合材料。插层过程中，硅酸盐层间距由1.28nm提高到1.46nm,聚合后，层间距降至 1.37nm,几乎为硅酸盐层厚度（0.96nm）和链间距（0.4nm）之和。聚合物牢固地吸附在硅酸盐层上，且无熔融转变例。由钠基蒙脱土制备的层状纳米复合材料具有稳定的1.77nm的层间距.由两层聚合物扩展的层间距相当于硅酸盐片层厚度2倍粉。
图16-21所示为在叶硅酸盐（蒙脱土）中插入
PEO的结构排列示意图，也可以用诸如冠髓的有机物。这是离子结构能够在复合材料结构中
规则地定位的例子，这些离子结构在离子选择性传感器中非常有用程。
五氧化二钮干凝胶是具有很高反应活性的层状材料，可进行多种不同方式的插层，例如:
阳离子交换反应，酸碱反应或氧化还原反应“。五氧化二钥干凝胶是由HV03在室温下经数日反应后聚合而制得。所得干凝胶与不同摩尔比的PEO混合，室温下蒸发
水分后铸膜。层间距与PEO摩尔比的关系如图16-22 所示。图16-23所示为一些PEO分子链可能的构象以及可能的电子密度投影。据信双层模型（b）是正确的。

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