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核壳复合材料的界面作用

时间:2020-06-29 22:32:52  来源:  作者:

 

核壳复合材料作为一种新型的双功能性材料,可以结合核材料和壳材料的优异性能,该特点在摩擦学领域中很大程度上取决于粒子的理化性质和形态特征。随着“复合技术”在材料科学中的发展,关于异相结构的控制、粒子表面官能团、粒径分布和粒子表面处理技术都是复合结构设计所要考虑的问题。因此,大量工作聚焦于结构形态研究和形态控制因素的研究。Spikes等研究了金纳米粒子在不同粒径下的摩擦学性能。结果表明,尺寸为20nmAu纳米粒子的减摩抗磨性能优于尺寸为5nmAu纳米粒子。Masood等将PS/SiO2溶液喷涂到全氟丙烯酸的铝基体上,发现复合涂层的摩擦系数和磨损率都有所降低。他们还研究了不同质量分数(10%20%30%40%50%60%) SiO2纳米粒子对PS摩擦学性能的影响,发现纳米粒子的表面改性在对其界面粘着性,以及改善附着力和分散性方面所发挥的作用尤其显著。目前,在核壳粒子的可控性制备过程中,保持均匀的壳层厚度以及调控核壳之间的界面结合力是核壳结构制备中最为关键的部分,也是研究者正努力解决的难题。影响壳层厚度以及均匀性的主要因素有: (1)核颗粒易团聚,导致核的大小不一致,从而影响核壳整体尺寸形貌分布; (2)壳层材料在核表面覆盖不完整。造成这种制备可控形貌困难的因素有很多,如前驱体和分散剂的种类、核壳单体配比、交联剂用量、pH值以及反应速率的控制等热力学和动力学因素。因此,合成方案的调控需从以上因素综合考虑,方可制备出理想的核壳复合材料。研究者通常利用表面改性技术在两相之间引入具有特定活性位点的化学功能团,使核壳之间以静电吸引、氢键、接枝互穿、化学键合等方式结合,来提高不同组分之间的相互作用力以及不同材料与载体微粒表面的相互作用力。基于这一出发点,简单易行的静电组装或化学自组装方法被广泛地引入核壳复合粒子的制备研究中。


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