基本信息
- 项目名称：
- 两亲性嵌段共聚物诱导三氧化二铝颗粒的制备
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本课题利用RAFT聚合,以聚苯乙烯(PS)为疏水链段, 以马来酸酐与苯乙烯的交替链段为亲水链段（在碱性条件下水解后），制备了一种新型两亲性两嵌段共聚物, 两亲性A-B嵌段共聚物在水中可形成核一壳型多相微结构胶束，作为制备三氧化二铝空心小球的有机物内核。
- 详细介绍：
- 近年来,两亲性嵌段共聚物已成为高分子科学研究领域的热点之一。这是因为两亲性嵌段共聚物同时具有亲水和疏水链段,其分子在特定溶剂中具有较强自组装能力,能形成胶束。 目前制备两亲性嵌段共聚物的聚合方法有氮氧稳定自由基聚合(NMP)、原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成断裂链转移(RAFT)自由基聚合等。由于RAFT的实验条件与传统自由基聚合法的实验条件基本相同且可以很好地控制不同极性或功能单体的聚合,因而被认为是一种高效的活性自由基聚合方法,具有工业应用前景。本课题利用RAFT聚合,以聚苯乙烯(PS)为疏水链段, 以马来酸酐与苯乙烯的交替链段为亲水链段（在碱性条件下水解后），制备了一种新型两亲性两嵌段共聚物, 两亲性A-B嵌段共聚物在水中可形成核一壳型多相微结构胶束，作为制备三氧化二铝空心小球的有机物内核。 利用两亲性共聚物胶束诱导三氧化二铝颗粒的制备，可以达到对三氧化二铝颗粒形貌及尺寸可控，其规整结构促进其光学性能更加优良，尤其是其吸波性能将在航空、军事、微波、通信等诸多领域具有潜在的应用价值。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 治理电磁污染，寻找一种能抵挡并削弱电磁波辐射的材料——吸波材料，成为材料科学的一大课题。利用RAFT聚合,以聚苯乙烯(PS)为疏水链段, 以马来酸酐与苯乙烯的交替链段为亲水链段（在碱性条件下水解后），制备了一种新型两亲性两嵌段共聚物, 两亲性A-B嵌段共聚物在水中可形成核一壳型多相微结构胶束，作为制备三氧化二铝空心小球的有机物内核。达到对三氧化二铝空心小球形貌可控制，改善其吸波性能。
科学性、先进性及独特之处
- 本项目设计新颖，方法极具特色，目前尚未发现利用两亲性嵌段共聚物胶束诱导三氧化二铝颗粒的制备方法，这种方法经过实验论证具有很强的操作性、创新性、先进性，将在以后的生产、生活中得到重视和推广，尤其是其吸波性能将在航空、军事、微波、通信等诸多领域具有潜在的应用价值。
应用价值和现实意义
- 本课题选择用铝作为原材料，制备纳米级三氧化二铝空心小球，从而达到抗热性高，抗腐蚀强，质量轻，吸收频带宽，吸收率高的强大特性，将是一种优良的吸波材料。铝基吸波材料是目前研究的一个重要领域。在日益重要的隐身和电磁兼容（EMC）技术中，电磁波吸收材料的作用和地位十分突出，已成为现代军事中电子对抗的法宝和“秘密武器”。 工程应用主要在：1隐身技术 2改善机体性能 3安全保护 4微波暗室
学术论文摘要
- 近年来,两亲性嵌段共聚物已成为高分子科学研究领域的热点之一。这是因为两亲性嵌段共聚物同时具有亲水和疏水链段,其分子在特定溶剂中具有较强自组装能力,能形成胶束。 目前制备两亲性嵌段共聚物的聚合方法有氮氧稳定自由基聚合(NMP)、原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成断裂链转移(RAFT)自由基聚合。由于RAFT的实验条件与传统自由基聚合法的实验条件基本相同且可以很好地控制不同极性或功能单体的聚合,因而被认为是一种高效的活性自由基聚合方法,具有工业应用前景。本课题利用RAFT聚合,以聚苯乙烯(PS)为疏水链段, 以马来酸酐与苯乙烯的交替链段为亲水链段（在碱性条件下水解后），制备了一种新型两亲性两嵌段共聚物, 两亲性A-B嵌段共聚物在水中可形成核一壳型多相微结构胶束，作为制备三氧化二铝空心小球的有机物内核。 利用两亲性共聚物胶束诱导三氧化二铝颗粒的制备，可以达到对三氧化二铝颗粒形貌及尺寸可控，其规整结构促进其光学性能更加优良，尤其吸波性能将在航空、军事、微波、通信等诸多领域具有潜在的应用价值。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1.刘祥萱.王煊军 [期刊论文] -现代防御技术2003(03) 2.宫清.方正.张劲松 [期刊论文] -材料导报2002(11) 3.LI Mao-qiong.HU Yong-mao.FANG Jing-hua Current status and future trends of electromagnetic wave absorbent with nano-stuucture [期刊论文] -Materials Review2002(09) 4.毕红.吴先良. 镀钴碳纳米管P环氧树脂基复合材料的制及其微波吸收特性研究 [期刊论文] -宇航材料工艺2005(02) 5.KIMA Sung-soo.KIMA Seontae.AHNB Joon-mo Magnetic and microwave absorbing properties of Co-Fe thin films plated on hollow ceramic microspheres of low density [外文期刊] 2004
同类课题研究水平概述
- 吸波材料，指能吸收投射到它表面的电磁波能量的一类材料。在工程应用上，除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外，还要求它具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。在日益重要的隐身和电磁兼容（EMC）技术中，电磁波吸收材料的作用和地位十分突出，已成为现代军事中电子对抗 的法宝和“秘密武器”。 在军事上，美、俄、法、德、日等国都把纳米吸波材料作为新一代的雷达吸波材料进行研究。在民用上，纳米材料可做成纤维织入衣物等中，用于屏蔽电磁波，因其薄而轻使衣物美丽而舒适，又兼有防护功能，是理想的微波防护材料。日本已研制出纳米级的导电纤维，可渗入普通纤维制成衣物。我国在纳米材料的研究和制备上取得了重大进展，但在纳米材料应用方面相对比较薄弱，尤其是用于吸波方面，所见报道并不多。 综上所述，虽然吸波材料的研制与开发已取得了一定的成果，但还存在频带窄、效率低、面密度大等缺点，应用范围受到一定的限制，因此研制宽频带吸收剂，发展多频带兼容型吸波材料，实现高效吸收是吸波材料的未来发展趋势。随着各种新型电磁波吸收机理和模型的发展，“薄、轻、宽、强”的吸波材料将会逐步的研制出来并应用到军事和民用的各个方面。三氧化二铝纳米级材料是当今材料科学的前沿，是一种很有发展前景的吸波材料。
