CN2598134Y - 聚合物复合纳米粒子分子薄膜 - Google Patents
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Abstract
一种聚合物复合纳米粒子分子薄膜，包括基片本体，基片本体表面附着有聚合物薄膜层，聚合物薄膜层与基片之间通过化学键层结合；基片为石英基片或玻璃基片或硅片基片，且具有氧化表面；聚合物薄膜层由一层以上聚合物薄膜组成；聚合物薄膜层由相同聚合物薄膜组成或不同聚合物薄膜组成。本实用新型所提供的聚合物复合纳米粒子分子薄膜，利用加热的方法，将多层复合薄膜间聚合物电解质的静电吸引力转变为化学键的结合形式，具有良好的耐磨性，并具有低摩擦、抗磨损的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种聚合物复合纳米粒子分子薄膜，属于材料工程技术领域。
背景技术
磨损是影响微型机电系统及磁存储系统长期稳定运行的重要因素，研制一种可实用的薄膜是解决这一问题的重要途径。目前，业界对此问题的解决方案主要集中在对分子自组装薄膜、LB(Langmuir——Blodgett)膜以及这两种薄膜的复合研究上，而这两种薄膜的耐磨性比较差，所以研制一种具有良好耐磨性能的分子薄膜具有非常重要的实用意义。
90年代以来，有人以分子沉积的方法制备了多种复合膜，也曾用于摩擦学方面的研究，但由于耐磨性较差而限制了其应用，原因是薄膜中的结合强度小。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种聚合物复合纳米粒子分子薄膜，以达到解决微型机电系统及磁存储系统的摩擦损耗问题。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种聚合物复合纳米粒子分子薄膜，包括基片本体，基片本体表面附着有聚合物薄膜层，聚合物薄膜层与基片之间通过化学键层结合。
基片为石英基片或玻璃基片或硅片基片，且具有氧化表面。
聚合物薄膜层由一层以上聚合物薄膜组成。
聚合物薄膜为聚丙烯胺薄膜或石墨氧化物薄膜或聚丙烯酸包覆二氧化钛纳米粒子薄膜。
聚合物薄膜层由相同聚合物薄膜组成或不同聚合物薄膜组成。
聚合物薄膜之间通过化学键层结合。
本实用新型所提供的聚合物复合纳米粒子分子薄膜，利用加热的方法，将多层复合薄膜间聚合物电解质的静电吸引力转变为化学键的结合形式，其转变过程的反应方程式如下：a：为聚丙烯酸(PAA)复合纳米粒子或石墨氧化物；b：为聚丙烯胺(PAH)。
利用该方法制备的复合薄膜具有良好的耐磨性，并具有低摩擦、抗磨损的优点。
附图说明
图1为本实用新型所提供的聚丙烯胺/石墨氧化物两种聚合物复合薄膜的结构示意图；
图2为本实用新型所提供的聚丙烯胺/聚丙酸包覆二氧化钛纳米粒子复合薄膜的结构示意图；
图3为本实用新型所提供的聚丙烯胺/石墨氧化物/聚丙烯胺/聚丙烯酸包覆二氧化钛纳米粒子复合薄膜的结构示意图；
具体实施方式
本实用新型所提供的聚合物复合纳米粒子分子薄膜可以是单一聚合物复合薄膜，也可以是多种聚合物复合薄膜。
以下，结合具体实施例，对本实用新型做进一步的详细说明。
在制造本实用新型所提供的分子薄膜之前，应首先制备用于分子沉积的聚合物溶液。在以下提供的实施例中，采用的聚合物溶液为石墨氧化物溶液、聚丙烯酸(PAA)包覆TiO2纳米粒子溶液。这两种溶液的制备方法如下：
1、石墨氧化物溶液的制备
取石墨粉5g，加入15g KClO3和35ml HNO3中均匀后加热至60-90℃，维持搅拌24小时，然后过滤，将氧化后的石墨粉以0.1M HCl洗涤，然后用0.1M NaCl洗涤至PH值为中性，最后将石墨粉用水洗涤除去NaCl，再将其溶解于水中并调节PH＝4-7，即获得用于制备薄膜的石墨氧化物溶液。
2、聚丙烯酸(PAA)包覆TiO2纳米粒子溶液的制备
取0.1M的PAA水溶液100mml加热至60℃，然后将0.01M钛酸四己脂的乙醇溶液20ml逐滴加入上述溶液中，维持搅拌3小时，溶胶老化24小时。最后将溶胶离心分离即得到用于制备薄膜的PAA(TiO2)纳米粒子溶液。
在制造聚合物复合薄膜时，可根据需要，将薄膜基体分别浸入上述两种聚合物溶液中，并可采用多次重复的方法，得到多种层结构的聚合物复合薄膜。本说明书中将举三种具体实施例给予说明。
实施例一
聚丙烯胺/石墨氧化物两种聚合物复合薄膜
该聚合物复合薄膜的层面结构如图1所示，图中包括石英基片1、底层聚丙烯胺薄膜层2、石墨氧化物薄膜层3及聚丙胺表层4；各层间结合力为化学键结合。
利用分子沉积的方法，将聚丙烯胺薄膜层2首先沉积在石英基片1的表面，再将石墨氧化物薄膜层3沉积在聚丙胺薄膜层2，最后在石墨氧化物薄膜层3的表面沉积聚丙胺表层4。上述各层在完成沉积后，层间的结合力为静电吸引力，由于静电吸引力的结合强度非常有限，故此，必须对该复合层进行再处理，其处理方法使将附着有上述复合薄膜层的石英基片在氮气的保护下加热2小时，使使复合薄膜层间的静电吸引力转变为化学键结合力，从而制成聚丙烯胺/石墨氧化物两种聚合物复合薄膜。
实施例二
聚丙烯胺/聚丙烯酸包覆二氧化钛纳米粒子复合薄膜
聚丙烯胺/聚丙烯酸包覆二氧化钛纳米粒子复合薄膜的层面结构如图2所示，图中包括石英基片1、底层聚丙烯胺薄膜层2、聚丙烯酸包覆二氧化钛纳米粒子薄膜层5及聚丙胺表层4，各层间结合力为化学键结合。
本实施例的制造过程于实施例一相同，各聚合物层间静电吸引力转化为化学键结合力的方法也与上述实施例相同，故不赘述。
实施例三
聚丙烯胺/石墨氧化物/聚丙烯胺/聚丙烯酸包覆二氧化钛纳米粒子复合薄膜
本实施例所提供的复合薄膜的制造方法是依照上述两实施例的技术方案及操作方法获得的，其层间结构如图3所示为：石英基片1、底层聚丙烯胺薄膜层2、石墨氧化物薄膜层3、聚丙烯胺中间层6、聚丙烯酸包覆二氧化钛纳米粒子薄膜层5，各层间结合力为化学键结合。
采用上述实施例所提供的制造复合薄膜的方法，还可以制造多种、多层、适应多种应用需求的聚合物复合纳米粒子分子薄膜，其操作灵活方便。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1、一种聚合物复合纳米粒子分子薄膜，包括基片本体，其特征在于，所述的基片本体表面附着有聚合物薄膜层，聚合物薄膜层与基片之间通过化学键层结合。
2、根据权利要求1所述的聚合物复合纳米粒子分子薄膜，其特征在于：所述的基片为石英基片或玻璃基片或硅片基片，该基片具有氧化表面。
3、根据权利要求1所述的聚合物复合纳米粒子分子薄膜，其特征在于：所述的聚合物薄膜层由一层以上聚合物薄膜组成。
4、根据权利要求3所述的聚合物复合纳米粒子分子薄膜，其特征在于：所述的聚合物薄膜为聚丙烯胺薄膜或石墨氧化物薄膜或聚丙烯酸包覆二氧化钛纳米粒子薄膜。
5、根据权利要求1或3或4所述的聚合物复合纳米粒子分子薄膜，其特征在于：所述的聚合物薄膜层由相同聚合物薄膜组成或不同聚合物薄膜组成。
6、根据权利要求1或3或4所述的聚合物复合纳米粒子分子薄膜，其特征在于：所述的聚合物薄膜之间通过化学键层结合。
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|---|---|---|---|
| CNU022909672U CN2598134Y (zh) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | 聚合物复合纳米粒子分子薄膜 |
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| CNU022909672U CN2598134Y (zh) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | 聚合物复合纳米粒子分子薄膜 |
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| CN2598134Y true CN2598134Y (zh) | 2004-01-07 |
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| CN (1) | CN2598134Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101538370B (zh) * | 2008-03-20 | 2011-07-27 | 中国石油大学(北京) | 聚合物复合原位生长纳米粒子分子薄膜及其制备方法 |
| CN1950728B (zh) * | 2004-05-07 | 2012-04-18 | 埃西勒国际通用光学公司 | 偏极化的抗磨损的光学制品及其制备方法 |
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2002
- 2002-12-13 CN CNU022909672U patent/CN2598134Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN1950728B (zh) * | 2004-05-07 | 2012-04-18 | 埃西勒国际通用光学公司 | 偏极化的抗磨损的光学制品及其制备方法 |
| CN101538370B (zh) * | 2008-03-20 | 2011-07-27 | 中国石油大学(北京) | 聚合物复合原位生长纳米粒子分子薄膜及其制备方法 |
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