化學(xué)氧化還原法制備聚合物基金屬梯度復(fù)合材料.pdf

1、聚合物基金屬?gòu)?fù)合材料是材料科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支,利用復(fù)合效應(yīng)將金屬的性質(zhì)賦予聚合物基體,使材料表現(xiàn)出優(yōu)良的綜合性能.該課題組過(guò)去采用了電化學(xué)的方法,在外加電壓的條件下,實(shí)現(xiàn)了離子的遷移和金屬的積累與沉積,得到了較好金屬梯度復(fù)合材料膜(Polymer-metal-gradient Composite Film,PMGCF).作者在課題組前期工作的基礎(chǔ)上,采用了氧化還原法,即通過(guò)材料內(nèi)部的金屬鹽與滲透的還原劑之間的氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了材料的

2、復(fù)合;改變化學(xué)反應(yīng)條件,制備了一系列PMGCF;另外,作者根據(jù)聚合物的性質(zhì)的不同,著重研究了水溶性聚合物聚乙烯醇(Polyvinylalcohol,PVA)和非水溶性聚合物聚丙烯腈(Polyacrylonitrile,PAN)對(duì)復(fù)合材料形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響.將制備好的PMGCF分別在體式顯微鏡下和掃描電鏡(SEM)下進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)在不同的條件下可得到不同形態(tài)結(jié)構(gòu)的PMGCF.實(shí)驗(yàn)表明,只有金屬鹽在聚合物中所占的比例較低的情況,采用氧化還原法才

3、能夠制備出較好的PMGCF,當(dāng)金屬鹽在聚合物中所占比例較高時(shí),得到的只是表面鍍層緊密的聚合物-金屬?gòu)?fù)合材料,材料內(nèi)部幾乎沒(méi)有還原的金屬單質(zhì),得不到梯度材料.產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是由于當(dāng)金屬鹽在聚合物中所占比例較高時(shí),反應(yīng)主要發(fā)生在材料的表面,在材料的表面形成了致密的金屬層,阻礙了離子向聚合物內(nèi)部的擴(kuò)散.實(shí)驗(yàn)表明,在同等條件下,水溶性聚合物比非水溶性聚合物更適合采用氧化還原反應(yīng)制備PMGCF.這主要由于采用的還原劑為水溶性的,PMGCF的制