[发明专利]结构可控的无机纳米微粒／聚合物复合超薄膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种通过结合表面引发的活性自由基聚合反应和原位生成法，制备膜层厚度及膜内结构可控的交联的无机纳米微粒/聚合物复合超薄膜的方法。包括适合于表面引发活性自由基聚合反应机理的含有双键的有机金属盐单体的合成；基底的表面接枝反应；通过表面引发的活性自由基聚合反应制备可生成微粒的交联聚合物前驱体超薄膜；原位生成无机纳米微粒复合超薄膜四个步骤。本方法是通过共价键从基底上直接生长交联的复合超薄膜，所得到的纳米复合超薄膜与基底的结合力很强，膜层厚度均匀可控，膜层具有表面硬度高、化学稳定性好、耐热性好等特点。由于交联聚合物网络的限制作用，阻止了无机纳米微粒的聚集，使复合薄膜的纳米结构具有长期稳定性。

主权项

1、一种结构可控的无机纳米微粒/聚合物复合超薄膜的制备方法，包括以下四个步骤：(1)适合于表面引发活性自由基聚合反应机理的含有双键的有机金属酸盐单体的合成；(2)基底的表面接枝反应；(3)通过表面引发的活性自由基聚合制备可生成微粒的交联聚合物前驱体超薄膜；(4)原位生成无机纳米微粒复合超薄膜；其特征在于：(a)含有双键的有机金属酸盐类单体可以通过金属氧化物与含有双键的有机酸类直接反应制备得到；(b)基底的表面接枝反应通过两步反应完成：第一步是使用修饰剂对基底表面进行修饰使其羟基化或氨基化，第二步是将表面羟基化或氨基化修饰后的基底置于含有可引发活性聚合反应的引发剂溶液中进行引发剂的表面接枝反应，也可以先制备出可与基底反应的引发剂，再进行基底的接枝反应；引发剂的用量可在0.01-0.1mol/l之间调节；(c)将接枝后的基底置于含有双键的有机金属盐单体和催化剂及配体的溶液中，进行活性自由基聚合反应，聚合反应温度在0℃到150℃之间，催化剂与单体的用量摩尔百分比为1∶20-1∶500，催化剂与配体的用量摩尔百分比为1∶1，生成微粒的交联聚合物前驱体超薄膜；(d)将聚合物前驱体超薄膜与一种过量的气体或液态反应物进行原位生成反应，从而制备出无机纳米微粒/聚合物复合的超薄膜。