纳米SiO₂粒子被广泛用于填充改性聚合物以增强、增韧聚合物基体。但纳米SiO₂粒子表面能高,极易发生团聚,使其作为纳米材料的优点不能很好的表现。同时,SiO₂粒子表面极性大,在有机介质中难以浸润和分散,直接填充到高分子材料中,很难发挥其作用,从而限制了其发展和应用。因此,对纳米SiO₂粒子表面进行改性,使之较好地分散到有机介质中,增强SiO₂与有机分散介质的相容性,具有重要意义。本文提出了一种新方法制备聚合物接枝的纳米SiO₂粒子。首先,以3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）处理纳米SiO₂,向其表面引入氨基（-NH₂）使其功能化,再用两种不同的路线对纳米SiO₂进行表面改性:（1）利用SiO₂表面的-NH₂与聚乙二醇丙烯酸酯（PEGA）反应,合成PEGA改性的纳米SiO₂;再以Ce4+与PEGA中的-OH为氧化还原体系,分别引发N-异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）在SiO₂表面的接枝聚合。（2）以Ce4+与SiO₂表面的-NH₂为氧化还原体系,以十二烷基硫酸钠（SDS）或十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为乳化剂,通过乳液聚合,分别引发苯乙烯（St）和MMA在SiO₂表面的接枝聚合。通过红外光谱、热失重、透射电镜、动态光散射及显微维氏硬度计对产物进行了表征和分析,计算了纳米Si02粒子表面接枝的聚合物含量。选用未经APTES处理的纳米SiO₂做对比实验,其他聚合反应条件完全相同,IR结果表明没有发生接枝聚合或均聚反应。而在PEGA改性的纳米SiO₂体系中,IR结果表明反应后的产物由聚合物和SiO₂组成,证明Ce⁴⁺/-OH氧化还原体系成功引发了单体在纳米SiO₂粒子表面接枝聚合。聚合物的亲、疏水性对SiO₂@聚合物复合粒子在水中的分散稳定性起着决定作用,SiO₂@PMMA粒子不能稳定的分散在水中,很快形成沉淀。SiO₂@PNIPAAm粒子能稳定分散在水中,形成透明微带蓝色的溶液。SiO₂@PNIPAAm粒子表现出明显的温度响应性,当温度从310C上升到32^C时,粒子的平均粒径发生突变,从194nm下降到155nm,与纯PNIPAAm的相转变行为一致,此温度为其LCST。聚合物的亲、疏水性对SiO₂表面所接枝聚合物的量有很大影响,由TGA结果计算得每克SiO₂表面所接枝的PMMA和PNIPAAm质量分别为0.18g和0.50g。TEM照片中纳米SiO₂粒子表面接枝的PMMA和PNIPAAm壳层平均厚度分别15nm和25nm。这与TGA结果一致,表明SiO₂粒子表面PMMA的接枝量较PNIPAAm低,为了提高疏水性单体的接枝率,我们改进了实验路线,尝试使用乳化剂,改善单体的溶解性,提高聚合物的接枝率。在乳化剂存在的体系中,IR结果表明反应后的产物由聚合物和SiO₂组成,证明Ce⁴⁺/-NH₂氧化还原体系也能成功引发单体在纳米SiO₂粒子表面接枝聚合。与未使用乳化剂的接枝聚合相比,SiO₂表面聚合物的接枝量有较大的增加。以SDS为乳化剂时,每克SiO₂表面所接枝的PMMA和PS的质量分别为7.34g和3.60g。以CTAB为乳化剂时,每克SiO₂表面所接枝的PMMA和PS的质量分别为3.87g和0.45g。因此使用此种氧化还原引发体系的同时,加入乳化剂可提高疏水单体的接枝率。单体在水中的溶解度影响了SiO₂表面聚合物的接枝量,无论是SDS还是CTAB做乳化剂,复合粒子中SiO₂表面PMMA的接枝量都大于PS的接枝量。以SDS为乳化剂时,SiO₂/PMMA粒子的平均粒径比SiO₂/PS的小很多,表明PMMA对SiO₂团聚体的分散程度比PS要好。以CTAB为乳化剂时,SiO₂/PMMA粒子的平均粒径比SiO₂/PS的大25nm左右,且PMMA和PS都对SiO₂团聚体起到较好的分散,使其重新达到纳米尺寸。乳化剂在水溶液中的电负性影响了SiO₂表面聚合物的接枝量,用SDS做乳化剂时两种单体的接枝率比用CTAB要高的多,可能是由于APTES中氨基在水溶液中为正电型,Ce⁴⁺为阳离子,SDS亲水基团是阴离子,乳化剂与引发剂静电相吸,能有效引发单体在纳米二氧化硅表面聚合;而CTAB亲水基团是阳离子,乳化剂与引发剂静电相斥,导致引发效率下降。使用乳化剂所制备的SiO₂/PMMA、SiO₂/PS复合粒子的维氏硬度较纯PMMA、PS有所增加,杂化材料的力学性能有所提高。目前,有关Ce⁴⁺引发单体在纳米SiO₂粒子表面接枝聚合的研究很少见文献报道,与常用的活性自由基聚合相比,该方法具有反应条件温和,水相聚合,不存在溶剂污染,操作简单,反应速率快,成本低等优点,且适用于大多数单体。该方法将有可能成为一种有效的改性纳米SiO₂的手段。