激光烧蚀金属纳米粒子致TPDC开环聚合反应的研究.pdf

高分子材料科学与工程研讨会 激光烧蚀金属纳米粒子致TPDC开环聚合反应的研究· 宋仁国，何望昭 (浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室，杭州310014) 再加热发生开环聚合反应的新技术，成功地制各出了聚二苯基硅亚甲基硅烷 很大的局限性：首先用直流溅射能制备的纳米粒子种类很有限，只能制备金、银、铜、铂四 种贵金属纳米粒子：其次纳米粒子的浓度很低，且很难控制其分布。因此，有必要发展一种崭 新的技术来替代直流溅射，以便拓宽所沉积纳米粒子的种类并提高其浓度。制备纳米粒子有 很多物理和化学方法，其中激光烧蚀(Laserablation)技术被认为是制备各种纳米粒子(包 括金属、半导体、合金以及陶瓷纳米粒子等)的强有力技术幢1。为此，本文采用激光烧蚀技术 在真空蒸镀的TPDC单体薄膜上沉积金属纳米粒子，并且研究了金属纳米粒子的尺寸、种类等 对TPDC开环聚合反应的影响。 礅。：膨 Metal andh nanoparticles CH H ／2＼ ＼C／ S 痧画 Polydiphenyl— Tetraphenyl— sililenemethylene disiIacycIObutane (PDPhSM) (TPDC) 图lTPDC开环聚合反应 积在单品硅片的衬底上制备出厚度约为10山的单体膜；(b)然后再采用激光烧蚀技术将金 属纳米粒子沉积在TPDC单体膜上。激光烧蚀试验前，将反应腔体抽成1．33x10。Pa高真空。 在激光烧蚀反应的同时，向反应腔体中引入氮气作为环境气氛，以保持反应腔体中的环境压 nm， GCR-130型Nd：YAG固体激光器作为光源，激光波长为532 力恒定。试验采用Quanta-Ray 激光能量密度为4．8J／cm，重复频率为lOHZ，脉冲宽度为10ns，激光束的光斑直径在靶 ’浙江省自然科学基金青年科技人才培养项目R405031与浙江省教育厅专项任务2005144I资助 高分子材料科学与工程研讨会 上为3mm，靶与衬底之间的距离为25 mm：(c)最后将沉积有金属纳米粒子的单体膜放在电炉 K保温10 中，在553 rain进行热聚合反应。激光沉积的金属纳米粒予的形貌观察在H-800NA 型透射电镜(TEM)上进行。直接观察沉积在TPDC单体膜上的金属纳米粒子是困难的，因此 将涂有非品碳支持膜的铜网置于TPDC单体膜附近，从而使得我们能够观察沉积在铜网上的纳 米粒子。 激光烧蚀金属纳米粒子的平均尺寸及聚合效率见表l。聚合效率显著地依赖于激光烧蚀沉 积的金属纳米粒子的类型，这是由于不同类型的金属纳米粒子具有不同的尺寸而造成的。应 该指出的是，各种金属纳米粒子本身的化学、物理性质也极有可能影响其催化效率进而影响 聚合效率。 表l聚合效率与激光烧蚀金属类型之间的关系 参考文献 M．New 【1]RossignolF’NakataY’NagaiH，KonnoS，OkutaniTSuzukiM，KushibikiN，Murakami method thin synthesis