一种提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法技术

本发明专利技术涉及一种提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法，包括如下步骤：S1、将含有羟基的纳米材料前躯体和有机溶剂充分搅拌，混合均匀，得到混合溶液；S2、使步骤S1中的所述混合溶液加热充分预反应；S3、向步骤S2加热充分预反应后的溶液中加入酰卤，进一步反应，最终得到表面修饰的含有羟基的纳米材料。本申请通过酰卤对含有羟基的纳米材料进行表面改性后，所述含有羟基的纳米材料的分散性得到有效提升，经过改性的含有羟基的纳米材料在长时间外加电压通电条件下不会团聚，保持稳定，酯化修饰方法不会对纳米材料的结构造成大的影响，且该酯化修饰方法无需无水无氧的严苛条件。

【技术实现步骤摘要】
一种提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法
本专利技术涉及纳米材料
，尤其涉及一种提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法。
技术介绍
近年来，随着纳米技术的卓越发展，纳米粒子不仅在工业方面得到应用，还逐渐走入民用领域，越来越多基于纳米材料的新产品出现在市场，应用的科学范畴涉及光、电、磁、生物等。然而纳米粒子的应用同样也存在着严峻的考验，即纳米粒子的团聚问题。其带来的最大的劣势就是纳米材料性能的降低，具体来说，纳米粒子的团聚使得纳米颗粒增长增大，从而影响纳米材料的效率及性能。除此之外，团聚问题还会影响纳米材料的储存和运输，从而大大缩短纳米材料的使用寿命，并且使用条件也会更加严苛。纳米粒子团聚的原因可以归纳总结为以下几类：1、纳米粒子表面累积了大量电荷，在粒子表面聚集从而产生团聚；2、纳米粒子之间存在有氢键作用，导致粒子相互吸引发生团聚；3、纳米粒子之间的范德华力远高于纳米粒子本身的重力，从而导致互相吸引而团聚；4、纳米粒子的表面能过高而导致能量不稳定，从而易于团聚而趋于稳定状态；5、纳米粒子间的电荷转移、量子隧道效应及界面原子的耦合，会引起粒子在界面发生相互作用而团聚。通常解决纳米粒子团聚的方法从原理上可以划分为物理方法和化学方法。物理方法主要有去水处理、添加反絮凝剂、机械力分散、超声分散等，其优点在于不会改变纳米粒子的组成、结构和性质，但会存在纳米粒子在储运和使用过程中重新团聚的局限性。相较于物理方法，化学方法阻碍纳米粒子团聚主要是通过纳米粒子的表面修饰来改善其表面的化学性质从而提高纳米粒子在分散剂、增塑剂等介质中的分散性。主要有表面接枝反应法、酯化反应法、偶联剂法和气相沉积法等，其中尤以接枝反应法与酯化反应法居多，这两种方法主要原理均是与纳米材料表面的活性官能团(如羟基、羧基、氨基等)进行反应，从而达到表面修饰的目标。而对于表面以羟基为主的纳米材料，酯化反应法的应用比接枝反应法更多。并且相对于从聚合单体为原料的接枝修饰法，酯化反应可以精确控制表面修饰的有机链段长度，原因在于所修饰的链段，无论小分子或者低聚物都具有固定的长度。例如Polymer,2009,50,4552-4563，Dufresne等人通过在无水无氧条件对纤维素表面的羟基进行酯化反应接上不同长度的烷基链，从而提高其在有机相中的分散性，并且修饰后的纳米晶基本保持了原有形貌。Dufresne等人以不同链长的异氰酸酯为原料(Biomacromolecules,2009,10,425-432)，通过与羟基的酯化反应来修饰纳米材料，使其在丙酮中的分散性有了明显的提高。可以看到，目前表面提高含有羟基的纳米材料分散性的主要策略是通过后酯化反应法对纳米粒子进行修饰，在这个过程中通常需要隔绝水和氧气，条件苛刻，步骤繁琐。此外，抑制纳米粒子在电场作用下的团聚依然还是挑战。
技术实现思路
本专利技术主要解决了纳米粒子酯化反应修饰方法的缺陷，提供一种提高表面有羟基的纳米材料分散性的方法，该方法是通过合成多羟基纳米材料的过程中直接对纳米粒子进行表面的酯化修饰，不仅成本低廉，工序简易，而且能够有效地在纳米粒子表面嫁接有机小分子，使得纳米粒子能够在长时间通电条件下不会发生团聚，极大地提高了该纳米材料的稳定性和使用寿命。为实现上述目的，本申请提供了一种提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法，包括如下步骤：S1、将含有羟基的纳米材料前躯体和有机溶剂充分搅拌，混合均匀，得到混合溶液；S2、使步骤S1中的所述混合溶液加热充分预反应；S3、向步骤S2加热充分预反应后的溶液中加入酰卤，进一步反应，最终得到表面修饰的含有羟基的纳米材料。作为本申请的进一步改进，步骤S3中，所述酰卤选自酰氟、酰氯、酰溴、酰碘中的任一种。作为本申请的进一步改进，步骤S3中，所述酰氯为单一组分或两种以上混合组分。作为本申请的进一步改进，所述单一组分为硬脂酰氯、正戊酰氯、十二酰氯中的任意一种。作为本申请的进一步改进，步骤S2中，加热温度范围为30℃～120℃。作为本申请的进一步改进，步骤S3中，加入的酰氯与步骤S2加热充分预反应后的溶液的体积比为1:2～1:40之间。作为本申请的进一步改进，步骤S3中，还包括向步骤S2加热充分预反应后的溶液中加入胺类化合物的步骤。作为本申请的进一步改进，所述胺类化合物为三乙胺。为实现上述目的，本申请还提供了一种表面修饰的含有羟基的纳米材料，所述的表面修饰的含有羟基的纳米材料由上述所述的提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法制备而成。为实现上述目的，本申请还提供了一种调光器件，所述调光器件包括依次设置的第一透明基板、第一透明导电层、调光层、第二透明导电层和第二透明基板，所述调光层包括分散液以及分散于所述分散液中的如上述所述的表面修饰的含有羟基的纳米材料。作为本申请的进一步改进，所述分散液包括硝化纤维和偏苯三酸三辛酯。本专利技术的有益效果在于，本申请涉及一种提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法，包括如下步骤：S1、将含有羟基的纳米材料前躯体和有机溶剂充分搅拌，混合均匀，得到混合溶液；S2、使步骤S1中的所述混合溶液加热充分预反应；S3、向步骤S2加热充分预反应后的溶液中加入酰卤，进一步反应，最终得到表面修饰的含有羟基的纳米材料。本申请通过酰卤对含有羟基的纳米材料进行表面改性后，所述含有羟基的纳米材料的分散性得到有效提升，经过改性的含有羟基的纳米材料在长时间外加电压通电条件下不会团聚，保持稳定，酯化修饰方法不会对纳米材料的结构造成大的影响，且该酯化修饰方法无需无水无氧的严苛条件。附图说明图1为十八烷基改性的碘掺杂钙配位聚合物材料为外壳、DPA修饰型羟基磷灰石纳米棒为内核的核壳型复合纳米材料扫描电子显微镜表征图片；图2为十八烷基改性的碘掺杂钙配位聚合物材料为外壳、DPA修饰型羟基磷灰石纳米棒为内核的核壳型复合纳米材料的红外谱图；图3为实例10中调光器件的结构示意图；图中：101、第一透明基板；102、第一透明导电层；103、调光层；104、第二透明导电层；105、第二透明基板；1031、分散液；1032、改性的含羟基的纳米材料；100、以碘掺杂的钙配位聚合物材料为外壳、DPA修饰型羟基磷灰石纳米棒为内核的核壳型复合纳米材料的红外谱线；200、为十八烷基改性的以碘掺杂的钙配位聚合物材料为外壳、DPA修饰型羟基磷灰石纳米棒为内核的核壳型复合纳米材料。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，不用来限制本专利技术的范围。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。为提高表面含有羟基的纳米材料的分散性，且在持续通电条件下长时间不发生团聚，本申请提供了一种提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法，包括如下步骤：S1、将含有羟基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、将含有羟基的纳米材料前躯体和有机溶剂充分搅拌，混合均匀，得到混合溶液；/nS2、使步骤S1中的所述混合溶液加热充分预反应；/nS3、向步骤S2加热充分预反应后的溶液中加入酰卤，进一步反应，最终得到表面修饰的含有羟基的纳米材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将含有羟基的纳米材料前躯体和有机溶剂充分搅拌，混合均匀，得到混合溶液；
S2、使步骤S1中的所述混合溶液加热充分预反应；
S3、向步骤S2加热充分预反应后的溶液中加入酰卤，进一步反应，最终得到表面修饰的含有羟基的纳米材料。


2.如权利要求1所述的提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法，其特征在于，步骤S3中，所述酰卤选自酰氟、酰氯、酰溴、酰碘中的任一种。


3.如权利要求2所述的提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法，其特征在于，步骤S3中，所述酰氯为单一组分或两种以上混合组分。


4.如权利要求3所述的提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法，其特征在于，所述单一组分为硬脂酰氯、正戊酰氯、十二酰氯中的任意一种。


5.如权利要求1所述的提高含有羟基的纳米材料分散性的酯化方法，其特征在于，步骤S2中，加热温度范围为30℃～120℃。


6.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳斌，朱巍，张毅晨，王耀，牛佳悦，
申请(专利权)人：江苏集萃智能液晶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32