通過溶膠-凝膠(Sol-gelprocess) 技術(shù)制備無機-有機復合納米材料是目前制備無機-有機復合材料最常用、也是最成熟的方法 。傳統(tǒng)無機玻璃、陶瓷材料的合成是在高溫(> 1200 ℃) 、高壓條件下進行的,在這種條件下高分子材料會發(fā)生熱分解,這就決定了在制備雜化材料的過程中不能采用高溫。溶膠-凝膠法是一種低溫軟化學制備材料的方法,避免了在高溫下操作的局限性,為合成雜化材料提供了一條重要途徑。溶膠-凝膠過程是指將烷氧基金屬或金屬醇鹽等前驅(qū)體在一定條件下水解縮合成溶膠(Sol),然后用溶劑揮發(fā)或加熱等處理使溶液或溶膠轉(zhuǎn)化為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的無機氧化物凝膠(Gel)的過程,其中包括體系混合、凝膠化、陳化及干燥等過程。溶膠-凝膠法按無機-有機組分混合溶膠、凝膠化順序等可分為原位溶膠化、溶膠-原位聚合法、無機-有機同步聚合法等。

可以將已制得的納米級無機粉體作為填料與聚合物基體共混分散復合, 但要求分散相能制備成納米級粉末。制備無機納米粉體的常見方法有: 高能球磨法、超聲粉碎法、微乳膠法、水熱法、熱解法、化學反應沉淀法、激光CVD 法等。分散共混復合具有直接簡便的優(yōu)點。也可用無機粉末與聚合物粉粒按一定比例混合再進行高能球磨進一步得到納米級復合材料。粉末包覆即在大顆粒聚合物粉末表面包覆納米無機粉體, 也可在無機納米粉體表面形成一層聚合物包覆層。兩者通過分子間力和氫鍵作用的包覆稱吸附包覆。通過形成化學鍵相互作用的包覆稱接枝包覆。粉末包覆有利于增強無機相分散性、穩(wěn)定性及與聚合物之間的相容性。上述復合物可以直接加工成型, 也可作為填料劑加到其他聚合物中或油漆中, 作為隱身涂層材料。在單晶硅片、石英片、金表面以及石墨、二氧化硅納米粒子、具有鐵磁性的MnFe2O4納米粒子、有機纖維、硅膠表面、高交聯(lián)度聚苯乙烯乳膠球等基材上利用ATRP合成有機/ 無機復合材料的研究也很多。

此外,適于應用ATRP 方法的單體中可以含有能水解的硅元素,使得ATRP 后水解而得到有機/ 無機雜化材料也是一種可獲得有機/ 無機復合材料的簡捷方法。Wang 等在無機物表面引入過氧基團引發(fā)劑,并在其表面進行反向ATRP ,再利用其聚合物鏈末端活性引發(fā)劑碎片,對其他單體進行正向ATRP ,制得嵌段共聚物接枝的有機/ 無機復合材料。