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强子六肖中特:雜化材料的主要類型及其研究成果

時間:2019-05-21 來源:廣東化工 作者:萬志鵬 本文字數:2993字

六肖中特免费公开109 www.cffyz.icu   摘    要: 現代化社會對材料的需求越來越高, 研究開發性能優異的新材料對促進科技發展、社會進步有著重要意義。雜化材料因其良好的性能廣泛應用于信息、生物、醫學、工程等領域。本文簡單綜述了雜化材料的研究進展, 著重介紹了有機/無機納米雜化材料、生物活性雜化材料及高分子合金。

  關鍵詞: 有機/無機納米雜化材料; 生物活性雜化材料; 高分子合金;

  Abstract: There are increasing demands for materials in modern society and the research and development of new materials with excellent performance is of great significance to promote the development of science and technology and social progress. Hybrid materials are widely used in information, biology, medicine, engineering and other fields due to their good performance. This paper briefly reviews the research progress of hybrid materials, and focuses on organic-inorganic nanohybrids, bio-active hybrid materials and polymer alloys.

  Keyword: organic-inorganic nanohybrids; bio-active hybrid materials; polymer alloys;

  人類文明和社會進步離不開材料, 材料的應用幾乎滲透到各個領域, 小到衣食住行, 大到航空軍工, 無不與材料息息相關。材料、能源和信息是現代化建設中科技發展的三大支柱, 任何一項開拓性的高科技的出現, 都是與優良材料為基礎。材料種類繁多[1], 有信息功能材料、結構材料、能源材料、低維材料、生物材料、智能材料、有機高分子材料、環境材料等等??蒲Ъ際醯姆⒄共歡隙圓牧咸岢齦叩囊? 材料的設計與研究正朝著具有優異性能和特殊功能方向開發。雜化材料作為一種新材料, 將兩種或多種物種在分子水平上結合起來, 彌補了單一材料性能上的不足, 綜合多種材料的優點, 并產生新的性能, 使之能有效地應用于結構、信息、生物、特種工程等領域??⒆酆閑閱苡乓?、滿足高新技術要求、綠色低碳的雜化材料對拓寬材料領域的發展、提高人們生活水平具有重要意義。

  1 、有機/無機納米雜化材料

  有機/無機納米雜化材料在納米尺寸雜化, 納米相與其他相之間通過化學作用和物理作用結合在一起, 有機相和無機相界面面積大、相互作用強, 該類材料綜合了無機材料透明性、高折射率、高硬度及有機高分子材料高韌性、易加工成型等優良性質, 同時具備納米微粒一些特殊的性質, 使其在光電磁、催化、生物、制藥等領域具有巨大的應用潛力。有機/無機納米雜化材料制備方法有溶膠-凝膠法[2], 以金屬烷氧化物為前驅體, 之后經過水解、縮醇化反應和縮聚反應形成凝膠, 經過熱處理后形成相應的固體材料;該方法溫度條件溫和, 可以解決通常有機材料難以經受高溫的不足, 從而制備出納米尺寸甚至分子尺寸復合的有機/無機納米雜化材料?;箍梢醞ü度敕ɡ粗票竅3], 通過利用無機化合物如硅酸鹽的層狀結構, 借助氧化還原反應、酸堿化學、溶劑化或離子交換等作用, 在無機物中插入各種有機物以制備高性能有機/無機復合材料。利用有機/無機納米雜化材料對高聚物材料進行改性是當前研究的熱點。例如:籠型低聚倍半硅氧烷 (POSS) 是一種新型的有機-無機納米雜化材料[4], 由于其獨特的多面體籠形結構, 使之具有無機/有機雜化結構賦予的優良耐熱性能和反應活性及納米尺寸所賦予的熱力學、磁學和光學性能;官能化的POSS及其衍生物對聚氨酯、環氧樹脂、聚酰亞胺、聚烯烴及有機硅材料等進行改性, 能夠顯著改善其物理化學性能, 拓寬材料的應用范圍。盧秀嫻等[5]以乙烯基倍半硅氧烷和七甲基氫三硅氧烷為原料, 制備出不同的乙烯基倍半硅氧烷衍生物, 在其與液體硅橡膠混合固化中發現七甲基三硅氧基比例增大, 二者相容性會越來越好;乙烯基倍半硅氧烷衍生物可以有效提高液體硅橡膠的力學性能和熱穩定性。

雜化材料的主要類型及其研究成果

  2、 生物活性雜化材料

  生物活性雜化材料[6]由具有生物活性的活體組織材料與無活性的一般材料復合而成, 通過材料與活細胞的融合、生物材料與人工材料雜交等手段, 賦予材料具有特異的靶向修復、治療和促進作用, 從而激發、主動誘導人體組織的自我修復、再生能力, 使病變組織、器官被再生的健康組織或器官所替代。隨著對生物活性雜化材料研究的不斷深入, 必將給人工器官, 乃至整個生物醫學材料領域帶來新的希望, 例如我國在介入產品血管支架、殼聚糖等天然基礎材料、骨修復材料及人工心臟瓣膜研究方面已經取得很好的進展[7]。天然-合成高分子生物雜化材料在醫學領域廣泛應用, 如應用在人工器官、藥物控釋、人造骨骼及各種軟組織等方面;將殼聚糖與合成聚合物雜化、膠原與合成聚合物雜化、細胞特異性多肽或蛋白質與合成聚合物復合雜化都能有效改善細胞對可降解聚合物的粘附, 促進細胞增殖[8]。更快更好地修復骨損傷一直是醫學領域想迫切突破的難題, 成骨材料作為一種生物活性雜化材料具有良好的生物相容性和骨誘導性, 其中膠原/生物活性玻璃復合材料更是具有生物活性玻璃優良的成骨活性和膠原優良的生物學性能;研究表明, 負載siRNA膠原/生物活性玻璃復合材料有利于細胞增殖, 成骨效果良好, 有望成為一種型的骨組織工程材料[9]。

  3 、高分子合金

  高分子合金是將兩種或多種樹脂復合, 以改善高分子材料的性能、降低生產條件并實現高分子材料功能化和高性能化的一項技術[10]。自20世紀50年代高分子合金出現以來, 不斷有研究者致力于將多種高聚物制成復合體系, 以改善樹脂的性能, 并取得了良好進展。例如:王文強等[11]將氫化苯乙烯-異戊二烯共聚物 (SEPS) 加入到聚苯醚/尼龍6中制備出三元合金材料, 測定其性能表明, 加入SEPS后, 合金的韌性顯著增強, 并提高了其剪切黏度。通過在柔性高分子中引入少量剛性高分子材料, 也可以有效提高材料的強度和模量。隨著研究的不斷深入, 更多的高性能高分子合金材料或將被研制出來。

  4 、總結

  目前對雜化材料的研究取得了一定的進展, 如已經能制備出一些高強度、熱穩定性高、具有光電磁性能的優良雜化材料, 但如何精準地控制雜化材料結構與其性能之間的關系, 并設計出綜合性能強的、符合實際性能需要的雜化材料仍然需要不斷地進行研究與設計。隨著技術的進步, 雜化材料將更加廣泛地應用在各個領域。

  參考文獻

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  [11]王文強, 肖永聰, 張愛民.SEPS/PA6/PPO三元合金的制備及性能研究[J].塑料工業, 2018, 46 (5) .

    萬志鵬.雜化材料研究進展[J].廣東化工,2019,46(08):107+111.
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