[发明专利]超声引发无皂乳液聚合制备纳米银-PAAEM复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米银-聚合物复合材料领域，特别涉及一种超声引发无皂乳液聚合制备纳米银-PAAEM复合材料的方法。

背景技术

目前，针对纳米银-聚合物复合材料的合成方法，主要有：紫外光辐射法、空穴法、化学还原法以及超声辐射法等。传统的方法是将单体的聚合与纳米银粒子的形成分开进行，然后通过机械作用力混合形成复合材料。但是这种方法很难将纳米银粒子均匀地分散在聚合物基体中。

为了克服这种弊端，近年来研究者们将视线转移到了双原位一步合成纳米银-聚合物复合材料上来。这种方法是使银离子的还原和单体的聚合在体系中同时发生，一方面，银离子与单体以分子形式相混合，使得纳米银在基体中均匀分散，有利于复合材料的力学和光学等性能研究；另一方面，纳米银能以原始粒子分布在聚合物基体中，聚合物阻止了纳米银进一步团聚，从而使纳米银的独特性质得到最佳的体现和保持。

同时，研究者们发现辐射法能够很好的实现纳米银-聚合物复合材料的双原位合成，例如，在紫外光辐照下双原位合成纳米银-PAN复合材料，在γ辐照下双原位合成纳米Ag-P4VP复合材料，在微波辐射下双原位合成纳米银-PAMPS复合材料。

乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)，是一种特殊的聚合物前驱体，它既是一种很强的螯合剂又含有高活性的甲基丙烯酸酯基团，且其均聚物(PAAEM)又具有很好的热稳定性，用PAAEM作为基体可有效地保护稳定化无机纳米粒子。检索发现，存在AAEM和苯乙烯共聚物作为稳定剂成功地制备了具有核壳结构的ZrO2-PAAEM/PS纳米粒子，但PAAEM稳定化纳米金属粒子尚未见文献报道。

另外，超声具有可以在低温下引发单体聚合，促使银离子的还原，能够快速搅拌使体系均匀等优点，已经被广泛的应用于纳米银-聚合物复合材料的制备，例如通过超声辐射合成了纳米银-聚合物复合材料等。但是，合成中或多或少地存在着技术上的缺陷，如使用保护气氛，乳化剂，表面活性剂等造成合成途径繁琐，后处理困难等不利因素。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种不使用气氛保护及乳化剂的条件下，采用超声引发无皂乳液聚合制备纳米银-PAAEM复合材料的方法。

本发明采用的技术方案如下：

超声引发无皂乳液聚合制备纳米银-PAAEM复合材料的方法，其特征在于，将硝酸银溶于适量的蒸馏水中，搅拌至完全溶解，再加入AAEM和过硫酸铵，置于超声反应器中反应，反应体系中的乳液由乳白色逐渐变成灰色，反应后的乳液经冷藏、破乳，弃去上层液体，洗涤、干燥，得纳米银-PAAEM复合物。

优选的是，硝酸银、蒸馏水、AAEM和过硫酸铵的质量比为：6～7∶380～420∶8～12∶0.05～0.15。

更优选的是，硝酸银、蒸馏水、AAEM和过硫酸铵的质量比为：6.5～6.7∶395～405∶9～11∶0.09～0.12。

最优选的是，硝酸银、蒸馏水、AAEM和过硫酸铵的质量比为：6.6∶400∶10∶0.1。

本发明在不使用气氛保护、不加入还原剂及乳化剂的条件下，采用超声辐射AAEM和AgNO₃溶液，银离子被还原成纳米银颗粒，同时AAEM原位聚合，合成纳米银-PAAEM复合材料。纳米银粒子的存在使得基体PAAEM热学性能有很大的提高及产生积极的影响。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是纳米银-PAAEM复合材料的透射电镜照片。

图2是(a)PAAEM和(b)纳米银-PAAEM复合材料的TG曲线。

具体实施方式

实施例1

纳米银-PAAEM复合材料的制备

将0.66g硝酸银溶于40g蒸馏水中，搅拌至完全溶解，再加入1gAAEM和0.01g过硫酸铵，置于超声反应器中超声50min，反应体系中的乳液由乳白色逐渐变成灰色，反应后的乳液经冷藏、破乳，弃去上层液体，用水洗涤所得的胶体三次，以除去无机盐，再用甲醇洗涤三次，样品经真空干燥，制得。

实施例2

纳米银-PAAEM复合材料的制备

将0.6g硝酸银溶于42g蒸馏水中，搅拌至完全溶解，再加入0.9gAAEM和0.012g过硫酸铵，置于超声反应器中超声45min，反应体系中的乳液由乳白色逐渐变成灰色，反应后的乳液经冷藏、破乳，弃去上层液体，用水洗涤所得的胶体三次，以除去无机盐，再用甲醇洗涤三次，样品经真空干燥，制得。

实施例3