P(DMAEMA-AMPS)基纳米银（镓）复合材料的制备研究

作     者：洪戈 

作者单位：安徽理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邢宏龙

授予年度：2014年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

主      题：纳米银 水凝胶 复合材料 甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 紫外辐射 超声辐射 环境响应性 

摘      要：聚合物基纳米金属复合材料在传感、光学、催化和电磁等方面具有特殊的性能,因此在纳米材料研究中占有重要的地位。聚合物基体可以是三维网状结构的水凝胶,也可以是无序的无规共聚物粉末。 (1)以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,聚乙二醇400(PEG)为致孔剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,与硝酸银水溶液在紫外辐射下引发聚合并还原硝酸银原位制备了纳米Ag/P(DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶。利用FT-IR、XRD、XPS、SEM、TEM研究了纳米银粒子与水凝胶基体的微观结构和相互作用。结果表明：银粒子呈面心立方结构,尺寸为1-30nm,均匀分散在三维片层网状结构的聚合物基体上;银粒子与基体上的酰胺基存在配位作用,形成O-Ag+和N-Ag+型配位键。 (2)研究了纳米Ag/P(DMAEMA-g-AMPS)复合水凝胶的热稳定性、溶胀率、最低相变温度(LCST)、水凝胶温度响应性和pH值响应性的影响因素,采用TG和DSC进行表征,结果表明：当n(DMAEMA):n(AMPS):n(AgNO3)=1:1:1时,水凝胶在室温下的溶胀率由171.69降至41.49,水凝胶的热分解温度由253℃降至175℃,银粒子不影响LCST值,均为66℃;水凝胶呈现热缩性和两性pH值响应性,其最优条件是n(DMAEMA):n(AMPS)=3:1,致孔剂PEG400含量为20%,纳米银粒子含量分别1%和5%(以单体总物质的量为基准)。 (3)以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,硝酸银和镓单质为金属源,在超声辐射下原位制备了纳米银镓/P(DMAEMA-co-AMPS)复合材料。通过FT-IR、UV-Vis、XRD、XPS、TEM和TG等技术手段初步研究了材料的微观构、粒子与基体的相互作用力和热稳定性。结果表明：纳米银镓合金粒子呈现球形,尺寸为5～30nm,附着在灰色聚合物基体上;纳米银镓合金粒子与酰胺基存在配位作用;银镓合金粒子的复合对热稳定性影响不明显,但是出现一个新的分解温度,可能是其与基体形成的一种新物质所致;纳米银镓合金粒子含量越多,在425nm处的紫外吸收峰越强。