近年来，聚合物纳米复合材料因其具有优异的机械强度、热加工特性、导电性、渗透性、催化活性和光学性能而受到科学界和工业界的广泛关注。纳米复合材料的性能和性能取决于几个纳米颗粒的特征，例如尺寸、长径比、比表面积、所用体积分数、与基质的相容性、分散性、组分的性能以及组分之间的相互作用。通过将均聚物接枝到纳米颗粒表面，可以控制颗粒与聚合物基质之间的相互作用，并且可以控制颗粒在基质中的分散。研究表明，接枝密度和长度对决定颗粒在基质中的分散方式都很重要。更致密的接枝往往能有效地分散颗粒，特别是当接枝长度与基质聚合物相似时，尽管接枝密度太高，但由于颗粒表面的干刷的吸引，存在聚集增加的风险。

近日，美国路易斯安那理工大学Andrew J. Peters报道了利用具有硬纳米粒子势能的耗散粒子动力学模型和持久色噪声动力学(PCND)研究了接枝密度和接枝长度对球形纳米粒子与嵌段共聚物（BCP）接枝的有序性的影响。

文章要点

1）BCP接枝中的嵌段具有相同的体积分数，因此在核心嵌段区域内与纳米颗粒形成片层。

2）结果表明，在接枝长度不变的情况下，接枝密度越低，势垒越大，但当每粒子中聚合物的总量不变时，在很低的接枝密度下，势垒就保持不变。较低的接枝密度极大地增加了形成薄层的势垒，使得通过该势垒的采样，即使使用PCND，也非常缓慢。这是由纳米颗粒富集区中心的纳米颗粒堵塞和低接枝密度下形成的小聚集体共同造成。

S M Al Islam Ovy, et al, The Effect of Graft Density on the Ordering of Block Copolymer Grafted Nanoparticles, Macromolecules, 2020

DOI: 10.1021/acs.macromol.0c00981

https://dx.doi.org/10.1021/acs.macromol.0c00981