【文档说明】生物医学工程纳米材料与结构2课件.ppt，共(20)页，5.481 MB，由小橙橙上传

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1和高分子相关的纳米结构⚫聚合物纳米结构1)纳米柱阵列PC,PS,PI(polyimide)…机械模板法;电子束刻蚀;等子体处理;2)聚合物纳米微团(热或pH值响应)共聚:嵌段共聚或接枝共聚通过聚合反应

将热响应或pH值响应的组分”镶嵌”到目标产物当中⚫聚合物纳米复合材料2纳米柱阵列(机械模板法)L.Jiangetal.ChemPhysChem2004,5,750-753聚合物纳米结构3PC纳米柱结构20304

05060708090136138140142144146ContactAngle()NanopillarD(nm)Yang’s方程:cosθ=(γsv–γsv)/γlvCassie-Baxter方

程:cosθr=f1cosθ1+f2cosθ2PC表面亲水性的改变a)平滑PC膜85.7º;b)PC纳米柱膜145.6ºPC纳米柱阵列的SEM图4聚酰亚胺绒毛阵列A.K.Geimetal.,NatureMater.2003,2,461-463.SEM图蜘

蛛侠(15cm,40g)接触面积0.5cm2粘在玻璃板上;载荷>100g接触面积和附着力的关系聚酰亚胺绒毛阵列附着力随接触面积的变化5聚合物纳米微团6pH值响应的PTHF-b-PAA凝胶颗粒A)CROP阳离子开环聚合B)ATR

P原子转移自由基聚合C)水解或热解PTHFx-b-PAAyMn(GPC)=7800~36000;Mw/Mn=1.12~1.35F.E.DuPrezetal.Macromolecules2006,39,3760-37697PTHF68-b-PAA79纳

米微团直径随pH值改变(a):pH=10(b):pH=3PTHFPAA8PTHFx-b-PAAy的Dh和pH值的关系[PAA-COO-]([PAACOO-]+[PAA-COOH])PTHF68-b-PAA44(x),PTHF68-b-PAA79(■)和PTHF68-b-PAA224(∆)的

酸平衡常数pKa和电离度αα=pH=pKa–log[(1-α)/α]PTHF68-b-PAA44(O),PTHF68-b-PAA79(□)和PTHF68-b-PAA224(∆)的Dh和pH值的关系9D

isassemblyofDendriticMicellarContainersDuetoProteinBindingJ.AM.CHEM.SOC.2010,132,4550–4551Protein:extravidin,thrombin,pepsin,andchymotrypsin(ChT)Gues

t:pyrene10聚合物纳米复合材料⚫定义:聚合物纳米复合材料是以聚合物为基体(连续相)、填充颗粒以纳米尺度(<100nm)分散于基体中的新型高分子复合材料.⚫目的:增强聚合物的某一或几方面的性质.焦宁宁,王建明,石化技术与应用,2001,19,57-6111刚性:弹性模量✓屈服点:弹性✓延

性:断裂伸长✓强度:屈服应力屈服应变弹性线性B（屈服点）C断裂点塑性σε高聚物的应力—应变综合曲线<<高分子物理>>,何曼君等著,复旦大学出版社,第三版聚合物的一些典型力学性质12⚫分类:聚合物/聚合物分子复合材料;聚合物

/层状纳米无机物复合材料;聚合物/无机纳米粒子复合材料.13无机纳米聚合物复合材料•聚合物/层状纳米无机物复合材料常见插层材料蒙脱土:蒙脱土是以片状晶体构成的,其晶片厚度约1nm,片层间的距离约1nm,长100nm;插层聚合法和熔体插层法等例子:聚酰亚胺PI/蒙脱土和尼

龙PA/蒙脱土体系•聚合物/无机纳米粒子复合材料常见纳米粒子填料:CaCO3,HAP,ZnO,SiO2,Al2O3和TiO2等原位聚合法;溶胶凝胶(sol–Gel)法和共混法等14共混法制备纳米CaCO3/PP复合材料麦堪成等,材料科学与工程学报,2007,25(3)

,380-383纳米CaCO3的形貌,PP和纳米CaCO3复合材料的结晶形态(从左到右)20~30nm15不同的CaCO3对PP的拉伸强度的影响1—PP/纳米级CaCO32—PP/微米级CaCO3✓CaCO3对PP有异相成核作用，可使PP结晶温度提高✓纳米CaCO3填入PP基

体中，可以提高拉伸和弯曲性能，改善冲击强度结晶温度与填料含量的关系王旭,黄锐,中国塑料,1999,13,22-2516聚合物/聚合物分子复合材料•两种或两种以上的聚合物混合在一起;而其中有一种聚合物以纳米级的尺度分散在其他聚

合物之中A和E为体心立方相;B和D为六方堆积柱状相;C为分层相PMMA/PS纳米复合材料17朱美芳,高分子学报2006,4,627-631Fig.TEMphotographsoflatexparticlesa)PMMA(HC)seedparticles;b-1)a

ndb-2)arerespectivelytheinterimandfinalmorphologyofPMMA(HC)PPScompositeparticles;c-1)andc-2)arerespectivelytheinteri

mandfinalmorphologyofPMMA(HC)PPBA(LC)PPScompositeparticles;d-1)andd-2)arerespectivelytheinterimandfinalmorphologyofPMMA(HC)PP(MMA2St)PPScomposite

particles18Fig.TEMphotographofthestainedcrosssectionofpolymercompositeswhichwereformedfromthedryPMMA(HC)PPSlatexcompositeparticlesextrudedbymic

rotwinscrewatdifferentrotationratevia5mina)210℃,25rPmin;b)180℃,150rPminLighterregionsarePMMA(HC)domains,anddarkregionisPS.19Fig.

TEMphotographofthestainedcrosssectionofpolymercompositeswhichwereformedfromthedryPMMA(HC)PPBA(LC)PPSnanocompositeparticlesextr

udedbymicrotwinscrewatdifferentrotationratevia5mina)210℃,25r/min;b)180℃,150/PminLighterregionsarePMMA(HC)domains,anddarkregion

isPS.20谢谢!