纳米材料及其在工程塑料改性中的应用探讨

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纳米材料的应用现状及发展趋势最终版

纳米材料的应用现状及发展趋势最终版

纳米材料的应用现状及发展趋势罗新中2007440375摘要作为一种新型的材料,纳米材料曾经引起了一场巨大的科技的革命,它的特殊性能、规模化制备和生产引起了人们对其不懈的探索。

纳米材料的研发制备是其应用的基础,而规模化产业化的应用才是研究的最终目的。

因此,如何使纳米材料由科学研究转化为大规模的产业化生产才是重中之重。

文章分别从纳米材料的制备、纳米材料的应用以及纳米材料未来的发展方向三个方面对其进行总结。

介绍了其研究现状及应用前景,分析了目前在纳米材料研究方面所存在的问题,并对以后的研究提出了自己的看法。

关键词纳米材料制备应用前景纳米材料是指物质的粒径至少有一维在1~100 nm 之间,具有特殊物理化学性质的材料。

如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。

纳米材料独特的纳米晶粒及高浓度特征以及由此产生的小尺寸量子效应和晶界效应,使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、光、电、声、磁等性能,在电子信息、生物工程、航空航天、国防科技及日常生活中有着广阔的应用前景。

因此,近年来关于纳米材料的研究及其制备技术引起了世界各国的普遍重视,对纳米材料的制备、结构、性能及其应用的研究也成为2O 世纪90年代材料科学研究的热点,继而在整个社会中形成了“纳米热”。

1 纳米材料的制备技术1.1 现阶段纳米材料的制备技术纳米材料的制备从制备手段来分一般可归纳为物理方法和化学方法。

1.1.1 物力制备方法物理制备纳米材料的方法有:粉碎法、高能球磨法、惰性气体发、溅射法等。

粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。

高能球磨法是利用球磨机的转动或震动对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。

高能球磨法可以将相图上几乎不相互融的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。

惰性气体凝聚蒸发法是在以充满惰性气体的超高真空室中将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。

纳米材料及其在工程塑料改性中的应用探讨

纳米材料及其在工程塑料改性中的应用探讨

四 、纳米 塑料 的制备 方法
纳米 塑料 类型 多样 ,不 同塑 料 的制 备工 艺之 间 也存 在着 一定 的 差 异 ,目前 业 内常 用的 纳米 塑料 制 备方法 包括 共混法 、原 位聚 合法 、离 子交换法 以及插层 法等 等。 1 . 共混 法制 备纳米塑 料
大可 引发特 殊效应 ,因此 纳米材料 会表现 出多种 特性 ,包括 熔点特 性 、 光学 特性 、导 热导 电特 性等 ,这 些特 性 的存在 改变 了物 质 以整体 状 态 存在 时所表 现 出的各种性 质。 二 、 纳 米 材 料 的特 性 1 . 小 尺寸效应 非 晶态 的纳米 材料 其颗 粒粒径 小 ,其 尺寸 与德 布罗 意波 长 及超 导 态 的相 千长 度大致 相 当 ,有 些颗 粒粒 径甚 至 小于 光波波 长 ,此 时 ,晶 体 原有 的周期 性 的边 界条件 便会 被 打破 而发 生变化 ,因此 ,纳 米材 料 会发 生 显著 的小 尺寸效 应 ,其光 性 、 电磁性 质 、热 学 性质 及力 学性 质 等随 即发生不 同程 度 的变化 。发 生 了小 尺寸效 应 的纳米 材 料所 具备 的 特殊 物 理化学 性质 在材 料改 进 中可 得到 广泛应 用 ,如在 聚合 物 的性 质 改 良 中 ,讲 纳米材 料 添加入 其 中 ,则聚合 物 原有 的力 学特性 可 以得 到
行初步探讨。 关 键 词 :纳 米 材 料

工程 塑料
改性
概 述 纳 米材 料是 “ 纳米级 结构 材料 ” 的简称 ,指的 是结 构单 元的 粒径 介于 I n m— l O O n m 之间 的材 料 类型 。纳 米 材料 尺寸 极 小 ,与 电子 的相 干长 度相 当 ,易发 生强相 干并 引发 自组织 ,因此材 料性 质通 常发 生 变 化 。此外 ,由于纳 米材 料的 尺度 与光 的波 长大 致相 当 ,且 比表 面积 较

聚丙烯纳米复合材料的研究及应用

聚丙烯纳米复合材料的研究及应用

聚丙烯纳米复合材料的研究及应用李跃文陈枝晴(湖南科技职业学院高分子工程与技术系,长沙,410118 )摘要:综述了聚丙烯基层状填料纳米复合材料、纤维状填料纳米复合材料、粉状填料纳米复合材料、POSS 纳米复合材料制备方法、结构与性能方面的最新研究进展,介绍了聚丙烯/粘土纳米复合材料的一些实际应用,对今后的研究和开发方向也提出了自己的看法。

关键词:聚丙烯,纳米复合材料,纳米填料,研究进展,应用聚丙烯(PP) 是目前产量最大、发展最快的合成树脂之一,它具有良好的综合力学性能、耐热性、耐腐蚀性能和成型加工性能,应用范围十分广泛。

但PP 低温脆性大,耐老化性能不好,容易燃烧,绝对强度和金属材料相比尚有一定差距,这些使其应用受到一定程度的制约。

共聚、共混、加助剂等传统的改性方法均有一定的局限性,近年发展起来的纳米技术给PP 提供了一种新的改性途径,大量的研究表明,将PP 与纳米组份复合,具有广泛而显著的改性效果。

与传统方法相比,通过形成纳米复合材料对PP进行改性具有如下优点:(1)纳米组份含量很少时即有显著的改性效果;(2)在改善某些性能的同时,几乎不损害其它性能,特别是成型加工性能;(3)改性范围广泛。

1、PP /层状填料纳米复合材料1.1 PP/ 层状粘土纳米复合材料自然界有些粘土矿物具有层状结构,如蒙脱土、累托土、斑脱土等。

在适当的条件下,聚合物分子链能插入到粘土片层之间,使片层层间距扩大,甚至剥离,从而形成纳米复合材料。

由于粘土片层的纳米效应和层状结构,PP/层状粘土纳米复合材料的力学强度、热稳定性、阻隔性、阻燃性均有明显改善。

PP/ 蒙脱土纳米复合材料是研究和开发较早的PP 纳米复合材料。

目前的研究主要集中在熔融共混法制备纳米复合材料及其结构与性能上。

王平华[1]等用钠基蒙脱土(Na-MMT) 和经十六烷基三甲基溴化铵处理过的有机蒙脱土(Org-MMT) 分别与PP 制成了纳米复合材料,实验结果表明,Na-MMT 和Org-MMT 对PP 均有良好的增强增韧效果,但两者填充形态不一样,Na-MMT 以纳米粒子形态填充,Org-MMT 以插层形态填充;另外,Na-MMT 还能诱导聚丙烯结晶晶型发生转变,产生有利于提高聚丙烯冲击强度的3晶型。

纳米技术及纳米材料在塑料中的应用及展望

纳米技术及纳米材料在塑料中的应用及展望
产业 结构 。 在聚苯 乙烯 ( S 和 丙烯 酸类 塑料 中通 过 引入 P )
通用 塑料 指 聚 乙烯 ( E) 聚 丙 烯 (P)聚 氯 乙 P 、 P 、 烯 (V 、 P C) 聚苯 乙烯 (S 和 丙 烯 酸类 塑 料等 大 宗塑 P ) 料 产 品 。纳 米材 料 的出 现为塑 料 的改 性提 供 了广 阔 的空 间。纳 米技术 在 塑料 中最 早 就是 用 于通用 塑料 的 改性 。 聚 乙烯 中可 以复 合 的纳米 材料 有C C 、 在 a Os sO 、 i 、 2 、 n SC、 米 蒙 脱 土 、 米 黏 i TO2Al Z O、 i 纳 O。 纳 土、 碳纳米 管 等 。 米 复合 聚 乙烯 塑料 大大 提高 了聚 纳 乙烯 塑料 的品 质 , 效 地 提 高 了塑料 的耐 热 、 候 、 有 耐
1 量轻、 耐磨、 耐腐蚀、 高强度、 无毒等特性 , 是各类管道 的优选材料。 聚 丙烯 ( P 是 应用 很 广泛 的聚烯 烃材 料之一 , P) 通 过在 聚 丙烯 ( P 中引入 纳米 粒 子 , 以得 到增 强 P ) 可 增韧 的复合 材 料 。 引入 的纳米材 料主要 有粘土 、 可 蒙 脱土、 碳纳米 管 、 a O。SO2Ti 、n 等 。 C C 、i 、 O2Z O 纳米 聚 丙 烯 复合材 料克 服 了传统 聚丙 烯材料 刚性 与韧性难 以相容 的矛盾 , 代替 高 品质 的钢材是 汽 车业 、 可 包装 业 等行业 的理 想材 料 。如 果能实 现纳米 聚丙烯 的大 批 量生产 , 使聚 丙烯 材料 的技 术 附加值 大大提 高 。 将
关 键词 : 米技术 ; 纳 纳米 材料 ; 塑料 ; 用 ; 望 应 展
中图分类号 : S 6 T 25
文献标识码: 文章编号 :0 6 78 (0 11- 0 0-0 A 1 0- 91 2 1) 9 15 2

蒙脱土的有机化处理及其在塑料改性中的应用

蒙脱土的有机化处理及其在塑料改性中的应用

第 7 卷第 3 期 2010 年 6 月
纳米科技
Nanoscience & Nanotechnology
No.3 June 2010
1 蒙脱土的环氧化改性机理
介孔化学反应解聚纳米软团聚体机理:纳米 粉体是由纳米级颗粒通过物理或化学作用相联结 的软团聚体,有片层结构、棒状结构和颗粒结构三 种。纳米软团聚体内表面积很大,粒子之间存在许 多介孔或间隙。介孔中吸附有许多可交换的小分 子或离子。这些小分子或离子可被特定的化学活 性物质置换。化学活性物质在一定条件下可在介 孔中发生化学反应(放热反应),反应热可以使纳 米软团聚体膨胀,扩大纳米粒子之间的距离,解聚 纳米软团聚体,使聚合物分子易插入纳米粒子之 间的间隙。此外,化学活性物质应有良好的热稳定 性和较高的沸点,在高温、高压、高剪切力下不易 分解和气化,化学活性物质还应能进一步和高分 子链上的活性基团发生化学作用,以提高纳米粒 子与聚合物的相容性。
[1] 张玉龙,李长德.纳米技术与纳米塑料[M].北京:中国 轻工出版社,2002
[2] 柯扬船,皮特.斯壮.聚合物-无机纳米复合材料[M].北 京:化学工业出版社,2003
[3] 徐国财, 张立德.纳米复合材料[M].北京:化学工业出 版社,2003
[4] 谢松桂.一种高有机蒙脱土含量的有机蒙脱土母料及 其制备方法[P].中国专利:03137638.X,2005-7-27
[5] 谢松桂,盛仲夷.一种纳米蒙脱土的固相插层制备方 法 及 其 制 备 的 纳 米 蒙 脱 土 母 料 [P]. 中 国 专 利 : 200410015775.2,2006-4-5
[6] 谢松桂,盛仲夷.一种聚合物基蒙脱土母料及其制备 方法中国专利[P].中国专利:200510061489.4,20067-12

纳米材料在高分子材料中的应用

纳米材料在高分子材料中的应用

纳米材料在高分子材料中的应用班级:Z090162 学号:Z09016206 姓名:张欢纳米材料及其技术是随着科技发展而形成的新型应用技术。

纳米材料的研究是从金属粉末、陶瓷等领域开始的,现已在微电子、冶金、化工、电子、国防、核技术、航天、医学和生物工程等领域得到广泛的应用。

近年来将纳米材料分散于聚合物中以提高高分子材料性能的研究也日益活跃,并取得了许多可观的成果。

一、纳米粒子的特性及其对纳米复合材料的性能影响1·1纳米粒子的特性纳米粒子按成分分可以是金属,也可以是非金属,包括无机物和有机高分子等;按相结构分可以是单相,也可以是多相;根据原子排列的对称性和有序程度,有晶态、非晶态、准晶态。

由于颗粒尺寸进入纳米量级后,其结构与常规材料相比发生了很大的变化,使其在催化、光电、磁性、热、力学等方面表现出许多奇异的物理和化学性能,具有许多重要的应用价值。

(1)表面与界面效应。

纳米微粒比表面积大,位于表面的原子占相当大的比例,表面能高。

由于表面原子缺少邻近配位的原子和具有高的表面能,使得表面原子具有很大的化学活性,从而使纳米粒子表现出强烈的表面效应。

利用纳米材料的这种特点,能与某些大分子发生键合作用,提高分子间的键合力,从而使添加纳米材料的复合材料的强度、韧性大幅度提高。

(2)小尺寸效应。

当超细微粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时,晶体周期性的边界条件将被破坏,导致其磁性、光吸收、热、化学活性、催化性及熔点等发生变化。

如银的熔点为900℃,而纳米银粉的熔点仅为100℃(一般纳米材料的熔点为其原来块体材料的30%~50%)。

应用于高分子材料改性,利用纳米材料的高流动性和小尺寸效应,可使纳米复合材料的延展性提高,摩擦系数减小,材料表面光洁度大大改善。

(3)量子尺寸效应。

即纳米材料颗粒尺寸小到定值时,费米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级的现象。

其结果使纳米材料具有高度光学非线性、特异性催化和光催化性质等。

硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙在PVC复合材料的应用研究

硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙在PVC复合材料的应用研究

作者简介:邓传福(1982-),工程师,主要从事建筑材料的开发和检测工作。

收稿日期:2023-05-05聚氯乙烯(PVC )是一种廉价易得的聚合物材料,在鞋材、管道管件、电线电缆、压延膜等行业有着广泛的应用[1]。

但众所周知,纯PVC 材料由于其韧性差和热稳定性不足,在许多应用中都存在局限性[2]。

因此,在许多行业中,开发了用各种填料改性的PVC 复合材料,以提高机其械性能和热稳定性能[3]。

高岭土[4]、硫酸钙[5]、碳酸钙[6]、滑石粉[7]、和二氧化硅[8]等无机填料已被证明可用于增强聚合物树脂的物理性能。

但显而易见,聚合物基体和填料之间的界面相将对复合材料的物理性能起着关键作用。

不幸的是,无机材料表面一般都呈现为强极性,与聚合物材料通常不相容,这无疑会导致无机填料与聚合物之间的无法形成有效的界面层。

为了克服上述问题,最常用的方法就是对无机填料进行表面改性,以改善其与聚合物材料之间的相容性。

目前市场上也出现了多种性能不俗的表面改性剂,如硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂等,在不同填料的改性上都有着广泛的应用。

然而目前的理论和实践普遍认为,由于碳酸钙表面羟基含量不高,因此并不适合使用硅烷偶联剂作为其表面改性剂,虽有部分研究者采用溶剂法可成功在碳酸钙表面接枝上硅烷偶联剂[9],但成本因素几乎不可能工业化应用。

在本文的研究中,我们在纳米碳酸钙的制备过程中通过引入不同剂量的羟基,考察后期硅烷偶联剂对硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙在PVC复合材料的应用研究邓传福1,颜干才2, 杜年军2(1.钦州市建筑工程质量检测中心有限公司,广西 钦州 535000; 2.广西平果市润丰钙新材料科技有限公司,广西 平果 533822)摘要:采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH -550)对纳米碳酸钙进行特殊表面改性,利用扫描电镜(SEM )、红外光谱(IR )、热机械分析仪(TMA )、热重分析仪(TG )、转矩流变仪等测试手段,探究了改性后的纳米碳酸钙对聚氯乙烯(PVC )复合材料综合性能的影响。

纳米改性材料

纳米改性材料

纳米改性材料
纳米材料是一种具有纳米级尺寸的材料,其特殊的物理、化学性质使其在材料
科学领域备受关注。

纳米材料的改性则是将纳米材料与其他物质进行结合或改变其表面性质,以获得更优异的性能和应用。

纳米改性材料在材料科学、医学、环境保护等领域有着广泛的应用前景。

首先,纳米改性材料在材料科学领域具有重要意义。

通过对纳米材料进行改性,可以改变其力学性能、热学性能、光学性能等,使其具有更好的性能和应用价值。

例如,将纳米颗粒与聚合物结合,可以制备出具有优异力学性能和导电性能的纳米复合材料,用于制备高性能的传感器、电子器件等。

其次,纳米改性材料在医学领域也有着重要的应用。

纳米材料的小尺寸和特殊
性质使其具有优异的生物相容性和药物载体性能,可以用于制备高效的药物传递系统、肿瘤治疗材料等。

同时,纳米改性材料还可以用于制备生物传感器、医学诊断材料等,为医学诊断和治疗提供新的途径和手段。

另外,纳米改性材料在环境保护领域也有着重要的应用前景。

纳米材料的特殊
性质使其具有优异的吸附、催化性能,可以用于水处理、大气污染治理、环境监测等领域。

例如,将纳米材料改性后应用于水处理,可以高效去除水中的重金属离子、有机污染物等,为环境保护提供新的解决方案。

总的来说,纳米改性材料具有广泛的应用前景,对材料科学、医学、环境保护
等领域都具有重要意义。

随着纳米技术的不断发展和进步,相信纳米改性材料将会为人类社会带来更多的惊喜和改变。

希望未来能够加强对纳米改性材料的研究和应用,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

纳米CaCO_3及其对塑料改性的研究

纳米CaCO_3及其对塑料改性的研究

6填充改性是聚合物的主要改性手段之一,通过添加无机填料使聚合物的刚性、耐热性、尺寸稳定性得到改善。

近年来随着填料粒子的表面处理技术,特别是填料粒子的超微细化开发和应用,聚合物的填充改性已从最初简单的增量增强,上升到增强增韧的新高度;从单纯注重力学性能的提高,上升到开发功能性复合材料。

纵观塑料工业使用的粉体材料的种类和用量,碳酸钙的用量占全部粉体填料的70%以上,而且在相当长的时间里,这种地位是其它填料不可替代的。

近年来,随着纳米级无机粒子在我国的出现,利用纳米粒子的特性对高分子材料改性的研究也日见活跃。

其中对纳米CaCO 3这一新型固体材料填充塑料的研究也日益增多。

纳米CaCO 3的粒径在1-100nm 之间,由于纳米CaCO 3粒子的超细化,其晶体结构和表面电子结构发生变化,产生了普通CaCO 3不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应。

在磁性、催化性、光阻性和熔点等方面与常规材料相比显示出优越性能,将其填充到橡胶、塑料中,能使制品表面光艳,拉伸强度及直角撕裂强度高,耐弯曲,龟裂性良好,是良好的白色增强性填料。

因此,在发达国家纳米级CaCO 3已在中高档塑料制品中得到了普遍的应用。

1纳米CaCO 3的性能纳米CaCO 3的主要性能指标与普通碳酸钙的对比结果如表1所示。

2纳米CaCO 3的表面处理一般认为纳米材料的粒径越小越能体现出纳米粒子的性质,但是,粒子的纳米化,其本身也存在着两个缺陷:一是纳米CaCO 3粒子粒径越小,表面上的原子数越多,则表面能越高,吸附作用越强,根据能量最小原理,各个粒子间要相互团聚,形成团聚体,因此,在应用过程中是以团聚体的形式存在的,无法在聚合物基体中很好地分散,从而失去增强增韧聚合物的目纳米CaCO 3及其对塑料改性的研究*杜素梅任凤梅周正发徐卫兵合肥工业大学化工学院高分子科学与工程系安徽合肥230009摘要:简要介绍了纳米Ca CO 3的性能及表面处理,重点介绍了纳米Ca CO 3在塑料中的应用现状及增韧增强机理。

纳米塑料的制备与应用

纳米塑料的制备与应用

纳米塑料的制备与应用摘要:文章主要介绍了纳米材料的性质、无机纳米材料的制备及有机聚合物与无机纳米材料的复合情况。

关键词:纳米复合材料;插层复合;熔体插层纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术。

它是在0.10~100 nm尺度的空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术。

纳米材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子组成。

纳米粒子也叫超微颗粒,一般是指尺寸在1~100 nm间的粒子,是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域,从通常的关于微观和宏观的观点看,这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统,是一种典型人介观系统,它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。

当人们将宏观物体细分成超微颗粒(纳米级)后,它将显示出许多奇异的特性。

所谓“纳米塑料”是指无机填充物以纳米尺寸分散在有机聚合物基体中形成的有机/无机纳米复合材料。

在纳米复合材料中,分散相的尺寸至少在一维方向小于100 nm。

由于分散性的纳米尺寸效应、大比表面积和强界面结合,纳米复合材料具有一般工程塑料所不具备的优异性能,因此是一种全新的高新技术材料。

纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子,也不同于宏观物体,从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。

在纳米领域发现新现象,认识新规律,提出新概念,建立新理论,为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础,也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。

利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。

纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术,带动纳米产业的发展。

1无机纳米材料的制备纳米塑料由于其特有的结构、形态以及较常规聚合物基复合材料更优异的性能而成为材料科学领域研究热点之一。

[1]插层复合是制备聚合物/黏土纳米复合材料的主要方法,一般有两种方式,单体预先插层于粘土片层间然后原位聚合成高分子即单体插层原位聚合方法,如尼龙—6/蒙脱土纳米复合材料;[2]或高分子在溶液中或聚合物熔体直接插层而形成纳米复合材料即高分子直接插层方法,如硅橡胶/蒙脱土纳米复合材料。

四种工程塑料改性方案

四种工程塑料改性方案

四种工程塑料改性方案一、引言工程塑料是一类具有优异机械性能、化学稳定性和耐高温性能的塑料材料,广泛应用于各个领域。

然而,为了满足不同应用领域对工程塑料的特殊要求,常常需要对其进行改性。

工程塑料的改性可以通过添加填充剂、添加剂、合金化、交联等方式来实现。

本文将介绍四种常见的工程塑料改性方案,包括增强改性、阻燃改性、抗静电改性和耐高温改性。

二、增强改性增强改性是通过添加增强剂来提高工程塑料的强度、刚度和耐磨性能。

常用的增强剂包括玻璃纤维、碳纤维、石墨和纳米材料等。

这些增强剂可以在工程塑料基体中形成网状结构,使材料具有更高的强度和刚度。

同时,增强剂的添加还可以提高材料的耐磨性和疲劳性能。

三、阻燃改性阻燃改性是为了提高工程塑料的阻燃性能,减少火灾造成的损失。

常用的阻燃剂有溴系阻燃剂、磷系阻燃剂和氮系阻燃剂等。

这些阻燃剂可以在工程塑料中形成炭化层,阻隔氧气和热量的传播,从而延缓火势的蔓延。

除了添加阻燃剂外,还可以采用复合改性的方式,将阻燃剂与其他改性剂结合使用,提高材料的综合性能。

四、抗静电改性抗静电改性是为了提高工程塑料的抗静电性能,防止静电的积聚和放电现象的发生。

常用的抗静电剂包括导电纤维、导电粉末和导电填料等。

这些抗静电剂可以在工程塑料中形成导电网络,将静电能量迅速散发,降低电阻率,阻止静电的积聚和放电现象的发生。

抗静电改性还可以提高材料的耐老化性能和机械强度。

五、耐高温改性耐高温改性是为了提高工程塑料的耐高温性能,使材料能够在高温环境下长时间稳定工作。

常用的耐高温改性剂有石墨、氧化铝和耐热填料等。

这些耐高温改性剂可以在工程塑料中形成热稳定的结构,阻止分子链的断裂和塑化剂的挥发,提高材料的热稳定性和耐高温性能。

同时,还可以采用交联改性的方式,通过交联反应形成三维网络结构,提高材料的热稳定性和耐高温性能。

六、总结工程塑料改性是为了满足不同应用领域对材料性能的特殊要求。

增强改性可以提高材料的强度、刚度和耐磨性能;阻燃改性可以提高材料的阻燃性能,减少火灾造成的损失;抗静电改性可以提高材料的抗静电性能,防止静电的积聚和放电现象的发生;耐高温改性可以提高材料的耐高温性能,使材料能够在高温环境下长时间稳定工作。

碳纳米管的修饰及改性聚丙烯复合材料的研究的开题报告

碳纳米管的修饰及改性聚丙烯复合材料的研究的开题报告

碳纳米管的修饰及改性聚丙烯复合材料的研究的开题报告一、研究背景和意义碳纳米管作为一种新兴的纳米材料具有卓越的力学性能、化学稳定性和导电性能,近年来在制备和研究中受到了广泛关注。

同时,聚丙烯是一种常见的工程塑料,在许多领域具有广泛应用。

由于聚丙烯的分子结构特性,其力学性能有限,而碳纳米管具有高强度、高刚度等良好性能,通过将其与聚丙烯复合可以有效提高联合材料的力学性能和导电性能。

然而,直接将碳纳米管填充到聚丙烯基体中存在着几个问题,比如碳纳米管与聚丙烯的表面性质和相容性存在差异,易造成材料的层间分散不良,导致复合材料的力学性能和导电性能无法得到充分发挥。

因此,本研究将针对以上问题进行探究,通过对碳纳米管的表面修饰或改性与聚丙烯复合,以期制备出具有优异力学性能和导电性能的碳纳米管/聚丙烯复合材料。

本研究具有重要的理论和实用价值,其研究成果将可广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。

二、研究内容和方法本研究将基于以下研究内容和方法:1. 对碳纳米管进行表面修饰和改性,采用一系列化学方法,包括氧化、还原、硝化、聚合等,以改善其与聚丙烯基体之间的相容性和界面结合强度。

2. 制备并表征碳纳米管/聚丙烯复合材料,采用热压成型法制备复合材料,并采用拉伸试验、压缩试验等手段对复合材料的力学性能进行检测和分析,同时采用电子显微镜、X射线衍射等手段对复合材料的微结构、界面结构和分散性等进行表征。

3. 探索碳纳米管作为导电性添加剂复合到聚丙烯中的导电性能,通过四探针法等手段对导电性质进行测试,并与常见导电添加剂进行比较。

三、预期研究结果和意义本研究预期可以制备出具有较优异的力学性能和导电性能的碳纳米管/聚丙烯复合材料,同时探究碳纳米管表面修饰和改性对复合材料性能的影响,为该类复合材料的制备提供技术和理论基础。

通过本研究,能够为复合材料在航空航天、汽车、电子等领域的应用提供新的材料选择。

四、进度安排本研究拟按如下进度安排进行:第一、二年:开展碳纳米管表面修饰和改性及与聚丙烯复合材料制备并表征;第三年:开展导电性能测试及分析;第四年:开展复合材料性能综合分析和总结;第五年:完成论文撰写和答辩准备。

纳米技术在高分子材料改性中的运用

纳米技术在高分子材料改性中的运用

环境领域
用于水处理、空气净化等,如纳米滤膜 、纳米催化剂等。
02
高分子材料改性简介
高分子材料定义与分类
高分子材料定义
高分子材料是由大量分子或原子以共价键结合而成的长链状大分子化合物,具 有独特的物理和化学性质。
高分子材料分类
根据来源和性质,高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类 。天然高分子材料如纤维素、橡胶、蛋白质等;合成高分子材料如塑料、合成 纤维、合成橡胶等。
率。
纳米复合材料相容性
利用纳米技术制备高分子复合材料时,通过优化纳米粒子与基体的相容性,可以降低成 型过程中的温度和压力。相容性的提高有助于减少界面张力,促进ห้องสมุดไป่ตู้料在加工过程中的
流动和成型。
提高制品尺寸精度和表面质量
纳米粒子增强增韧
通过向高分子材料中添加具有增强和增韧作用的纳米粒子,如纳米橡胶、纳米弹性体等,可以提高制 品的尺寸精度和表面质量。这些纳米粒子能够增加材料的韧性,减少制品在加工过程中的变形和开裂 现象。
传统改性方法回顾
01
物理改性
物理改性是通过物理手段改变高分子材料的聚集态结构或形态,从而改
善其性能。常见的物理改性方法包括填充、共混、增强、拉伸等。
02 03
化学改性
化学改性是通过化学反应在高分子链上引入新的官能团或改变其化学结 构,从而赋予高分子材料新的性能。常见的化学改性方法包括接枝、交 联、共聚、氧化等。
电性和抗静电性能。
纳米碳材料改善电学性能
02
利用纳米碳材料如纳米石墨、碳纳米管等的高导电性,改善高
分子材料的电学性能。
纳米氧化物改善电学性能
03
添加纳米氧化物如纳米氧化锌、纳米氧化锡等,提高高分子材

纳米粉体在聚烯烃改性中的研究进展

纳米粉体在聚烯烃改性中的研究进展

摘要
聚烯 烃 经纳米粉 体填 充 改性后 , 力 学性 能 、 其 热稳 定性 能 、 电性能及 流 变性 能等都得 到 改善 。综
述 了近 年 来纳米粉 体 改性聚 烯 烃的研 究进展 , 着重讨 论 了碳 纳米 管 、 纳米 二氧化 硅 、 纳米碳 酸 钙及 纳 米 蒙脱 土等在 聚烯 烃 改性 中的应 用 , 对纳 米粉体 改性 聚烯 烃 的应 用前景进 行展 望 。 并
料 。 MW C NTs B 和 MW C Ts O — A P N — OH 加 入 C
能等测试结果 表明 : 所制备 的 SO 一—S纳米 复合 i gP P P中都 能提高 材料 的 电性 能 ,而 MWC sP A 粒子在 HD E中分散 比较均 匀 。图 2为 复合体 系 NT ~ B P 比 MwC sC NT — OOH 的作 用 更加 明显 。另 外 , 碳 的力 学性 能 分析 图。从 图 2可 知 : P / i g HD E SO 一—
Unv riy io u 4 4 0 ia
2 Z e a gS in ea dTeh oo yC n ut gC n e ,Ha g h u3 0 0 , hn ) . h j n c c n c n lg o s ln e tr i e i n z o 1 0 4 C ia
切相 关 。在 不 同 温 度 下 , 变 放 大 因 子 ( ) 应 Af 随 体材料 的补强剂 时 , 大幅 度提 高制 品 的强度 、 可 韧
图 1 升 温 速 率 1 / n下复 合 体 系 的 热 稳定 性 曲线 0℃ mi
( MWC NTs填充 聚苯 乙烯 ( S 复合 体 系 的动 态 ) P)
Ab ta t Them e h n c l he m a ,e e tia n he o c l o e te fp y lfn c n bei r v d b sr c : c a ia ,t r l lc rc la d r olgia p r iso ol o e i a mp o e y pr

新纳米塑料的基础和应用

新纳米塑料的基础和应用
分类 按母体树脂分:纳米尼龙、纳米聚烯烃、纳米聚酯、纳米甲醛等
按功能分:纳米通用塑料、纳米功能塑料、纳米工程塑料
纳米涂料和纳米塑料进行场地改造
纳米塑料和处理后的铝合 金注塑在一起
10-2 纳米材料的特征
表面效 应
宏观量子隧 道效应
小尺寸效应
DDiiaaggrraamm 22 量子尺寸效应
表面效应
溶胶的制备
溶胶-凝胶转化
凝胶的干燥
10-5 纳米塑料的性质
力学特性
阻隔特性
DDiiaaggrraamm 22
分子量,约为1.3×108,这一特 征常被忽视。
镁铝硅酸盐层具有层状、高刚性的特点,抑制高分子 的高分子链流动性,提升尺寸稳定性、耐热性,并强 化高分子基材的力学性能。 镁铝硅酸盐层不透水、不透气,可有效增加水分、气 体在高分子基材中的渗透路径并借此降低其吸水性、 可燃性以及气体的渗透性。
四、纳米碳酸钙
可取代部分价格昂贵的填充剂及改性剂, 减少橡胶及PVC用量,降低成本。添加后, 能使高级轿车PVC底盘漆和密封胶更具流 变性,使塑料制品具有更好的加强效果。
国际上首条超重力法合成纳米 粉体材料工业生产线—1997年
年产量: 1997年,40t/a 2000年,3000t/a 2001年,10000t/a
气相法
1、定义
气相法指直接利用气体或者通过各种手段
将物质变为气体,使之在气体状态下发生物理
或化学反应,最后在冷却过程中凝聚长大形成
纳米微粒的方法。
2 、气相法法主要具有如下特点
(1)表面清洁 (2)粒度整齐,粒径分布窄 (3)粒度容易控制 (4)颗粒分散性好
溶胶一凝胶法
定义
以有机或者无机盐为原料,在有机介质中进 行水解、缩聚反应,使溶液经溶胶凝胶化得到凝 胶,凝胶经加热或冷冻干燥,烧制得产品。但须 煅烧,后处理麻烦 。在醇盐—乙醇—水体系中所 发生的反应过程是非常复杂的。通常以金属有机 醇盐为原料,通过水解与缩聚反应而制得溶胶, 并进一步缩聚而得到凝胶。

金、银纳米粒子的合成以及表面光谱特征和应用

金、银纳米粒子的合成以及表面光谱特征和应用

金、银纳米粒子的合成以及表面光谱特征和应用一、本文概述随着纳米科技的飞速发展,金、银纳米粒子因其独特的物理和化学性质,在众多领域展现出巨大的应用潜力。

本文旨在对金、银纳米粒子的合成方法、表面光谱特征以及应用领域进行系统的综述。

我们将介绍金、银纳米粒子的主要合成方法,包括物理法、化学法以及生物法等,并分析各种方法的优缺点。

随后,我们将深入探讨金、银纳米粒子的表面光谱特征,包括局域表面等离子体共振(LSPR)等光学性质,以及这些性质如何影响其在不同领域的应用。

我们将概述金、银纳米粒子在生物医学、光电器件、催化等领域的实际应用,以及未来可能的研究方向。

通过本文的综述,我们期望能够为读者提供一个全面而深入的理解,以推动金、银纳米粒子在科学研究和实际应用中的进一步发展。

二、金、银纳米粒子的合成方法金、银纳米粒子的合成是纳米科学研究的重要领域之一,其合成方法多样,包括物理法、化学法以及生物法等。

在这些方法中,化学法因其操作简便、产量高、粒径可控等优点而被广泛应用。

对于金纳米粒子的合成,最常用的方法是Frens法,也称为柠檬酸钠还原法。

该方法以氯金酸为原料,在加热条件下,用柠檬酸钠作为还原剂将金离子还原成金原子,从而形成金纳米粒子。

通过调整反应条件,如温度、pH值、还原剂浓度等,可以控制金纳米粒子的粒径和形貌。

银纳米粒子的合成则多采用化学还原法,如用硼氢化钠、氢气、抗坏血酸等还原剂还原银盐。

这些方法的主要原理是将银离子还原为银原子,然后通过控制反应条件,如温度、pH值、还原剂浓度和反应时间等,来实现对银纳米粒子形貌和尺寸的控制。

还有一些新兴的合成方法,如微波辅助法、声化学法、电化学法等,这些方法具有反应速度快、能耗低、操作简便等优点,为金、银纳米粒子的合成提供了新的选择。

金、银纳米粒子的合成方法众多,每种方法都有其独特的优点和适用条件。

在实际应用中,应根据具体需求和实验条件选择合适的合成方法,以获得具有理想形貌和尺寸的纳米粒子。

纳米材料的特性和应用

纳米材料的特性和应用
4.2.在涂料方面的应用
纳米材料由于其表面和结构的非凡性,具有一般材料难以获得的优异性能,显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇,使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术,添加纳米材料,可获得纳米复合体系涂层,实现功能的飞跃,使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性;功能涂层是赋予基体所不具备的性能,从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层,抗氧化、耐热、阻燃涂层,耐腐蚀、装饰涂层等;功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层,导电、绝缘、半导体特性的电学涂层,氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料,可进一步提高其防护能力,实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等,在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层,可利用其光学特性,达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料,可以达到减少光的透射和热传递效果,产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料,所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子,在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性,因而能起到静电屏蔽作用,而且氧化物纳米微粒的颜色不同,这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色,克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变,还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中,将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中,能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果,从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2,可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景,将为涂层技术带来一场新的技术革命,也将推动复合材料的研究开发与应用。

材料改性

材料改性

浅谈表面改性摘要:本文主要总结了各种材料的改性及改性剂对其的影响,其中还涉及到各种改性方法及对材料改性的展望。

关键字:表面改性纳米金属1 引言表面改性是指在保持材料或制品原性能的前提下,赋予其表面新的性能,如亲水性、生物相容性、抗静电性能、染色性能等。

表面改性的方法有很多报道,大体上可以归结为:表面化学反应法、表面接枝法、表面复合化法等。

表面改性技术(surface modified technique) 则是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。

它包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等);表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等门薄膜镀层(物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。

这些用以强化零件或材料表面的技术,赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。

使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件,提高了可靠性、延长了使用寿命,具有很大的经济意义和推广价值。

2表面改性对不同材料性能的影响2.1 对SF/PP复合材料性能的影响剑麻纤维(SF)因具有较高的比强度和比模量而成为树脂基体较好的天然纤维增强材料,适用于制备成本低、比模量高和耐冲击的纤维/树脂复合材料。

国内常用马来酸酐接枝聚丙烯或有机硅烷为界面相容剂,来提高SF/PP复合材料的力学性能,表面改性可以提高纤维与PP基体的黏合性。

使SF/PP复合材料的力学性能和流动性能提高,吸水率下降【1】。

2.2对羟基磷灰石蛋白吸附的影响羟基磷灰石因为与人体骨组织中的无机组分相近而被广泛应用于有机/ 无机复合物中。

但是, HAP 表面具有亲水性, 大多数应用于骨修复的有机材料具有疏水性, 两者的极性差异导致了界面相容性下降, 进而降低复合物的力学性能。

克服这一困难最常用的方法就是对HAP 表面改性, 它一方面可以增强复合物的力学性能, 另一方面可以使HAP 在基体间均匀分散,有利于复合物的蛋白质和细胞吸附。

纳米材料的进展及其在塑料中的应用

纳米材料的进展及其在塑料中的应用
二、纳米材料塑料的性能特点
通过不同的纳米材料制备方法,应用纳米材料改性之后的塑料与传统塑料制品相比,具有优异的力学性能、化学性能、光学性能以及可塑性能。
(一)高阻隔性及高阻燃性
高阻隔性的体现可以聚合物纳米材料为例,由于聚合物集体与片层良好结合,改性后的塑料制品有着良好的气体阻隔性。在PI/蒙脱土纳米复合材料之中,加入蒙脱土后,其气体通过率以及水蒸气的通过率降低了。高阻燃性可以PA6/粘土纳米复合材料为例,粘土成分的提高使得热量峰值下降许多[3]。
(三)直接生成法
直接生成法也叫作共混法,其是制备纳米塑料材料方法中运用较为广泛的一种,其也是最简单的制备方法。具体操作是先要合成不同形态的纳米粒子、再通过溶液、乳液、熔融物等与有机聚合物混合直接形成纳米复合材料。因第一步是先要合成纳米粒子、需要解决纳米粒子团聚的问题,以便使粒子在溶液中均匀分布、混合的程度更加充分。为了避免团聚,常用的方法包括了局部活性改性、机械化学改性、外膜层改性等方法。直接生成法的特点是工艺较为简单、粒子的各种特性控制起来较为简便,可通过控制条件获得预期的纳米材料。
四、结束语
综上所述,纳米材料是21世纪一种全新的应用材料,其制备方法多种多样。由于不同的制备方法制备的纳米材料具有不同的特性,因此关于制备方法的选择就显得尤为重要了。需要注意的是纳米材料分散状态与其特性具有不可分割的直接关系。另外,纳米材料钙素塑料的研究还处在探索阶段,许多方法与流程都不是统一的,因此还需要进一步研究,才能将纳米材料在塑料方面的应用实现工业化生产。
一、纳米材料在塑料制品中常见的应用处理方法
(一)溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是一种制备纳米级复合材料的方法之一,需要将金属化合物以及盐类溶解于溶剂之中,通过水解反应生成溶胶,进一步制备纳米级溶胶,干燥后处理形成纳米材料。该制备方法制备的纳米级复合材料具有以下特点:无机物与有机物的筛选较为容易操作;可通过控制材料中各个部分的材料比例,制备有着预期特性的塑料制备材料;制备的条件温度要求不高,材料的纯合度较高。不过该方法存在一些缺陷也是需要技术人员了解的,其主要的问题在于:凝胶干燥过程中由于溶剂的挥发特性,导致材料的性能受到一定程度的影响;无机组仅仅只由二氧化钛以及二氧化硅;因溶剂不合适的问题,PP、PE等常见纳米材料的制备较为困难。该方法虽有一定的缺陷,由于该方法的各项操作技术较为成熟,因此在纳米塑料的研发应用范围较广[1]。
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纳米材料及其在工程塑料改性中的应用探讨
关键词:纳米材料工程塑料改性
一、概述
纳米材料是“纳米级结构材料”的简称,指的是结构单元的粒径介于1nm~100nm之间的材料类型。

纳米材料尺寸极小,与电子的相干长度相当,易发生强相干并引发自组织,因此材料性质通常发生变化。

此外,由于纳米材料的尺度与光的波长大致相当,且比表面积较大可引发特殊效应,因此纳米材料会表现出多种特性,包括熔点特性、光学特性、导热导电特性等,这些特性的存在改变了物质以整体状态存在时所表现出的各种性质。

二、纳米材料的特性
1.小尺寸效应
非晶态的纳米材料其颗粒粒径小,其尺寸与德布罗意波长及超导态的相干长度大致相当,有些颗粒粒径甚至小于光波波长,此时,晶体原有的周期性的边界条件便会被打破而发生变化,因此,纳米材料会发生显著的小尺寸效应,其光性、电磁性质、热学性质及力学性质等随即发生不同程度的变化。

发生了小尺寸效应的纳米材料所具备的特殊物理化学性质在材料改进中可得到广泛应用,如在聚合物的性质改良中,讲纳米材料添加入其中,则聚合物原有的力学特性可以得到相应的改善,同时,由于纳米材料自身所具备的特殊性质可与聚合物之间发生一定反应,因此还可以激发聚合物产生多种新型的性质,材料性能得到全面提高。

2.表面效应
众所周知,粒径越小的颗粒其比表面积越大,纳米材料粒子直径极小,仅1-100nm,故其比表面积因此而达到较大尺寸。

随着纳米材料表面积增大,其表面原子所占比重明天提高,当材料粒径小至1nm时,其将几乎成为单层物质,即仅由表面原子组成。

此时,表面原子活性会达到一定高度,原子稳定性大大降低,极易与其他原子相互结合并发生化学反应,改变材料原有性质。

将表面原子活性高的纳米粒子加入至聚合物之中,则聚合物中原有分子链的稳定性将被打破,并与纳米粒子表面原子发生多种物理反应及化学反应。

通过范德华力作用,纳米粒子及聚合物中的分子链便结合起来,引发新性质的产生。

三、纳米材料在工程塑料改性中的应用
在意识到纳米材料的实用价值并不断加强对材料的改进及研发后,纳米材料如今已得到了十分广泛的应用,在包括智能材料、光功能材料、生物医学功能材料、纳米药载物体、超导材料等多个类型材料的应用之中,纳米粒子的应用均发挥了十分重要的改进作用,纳米塑料的应用亦是其中之一。

将金属、非金属或有机填充物以纳米粒级的形式进行树脂基体填充,随后形成的树脂纳米复合材料即为纳米塑料。

相比于其他类型的塑料材质,纳米塑料强度高、耐热性好、阻隔性能优越、遇热稳定性强,因此而得到各行各业的广泛应用。

在传统的塑料树脂基体中加入纳米分子以实现其性能的改善,此即为纳米材料在工程塑料中改性的应用,如今,这一课题
正得到业内的广泛研发。

由于纳米材料的类型是多种多样的,故将不同类型的纳米颗粒加入塑料中所形成的塑料类型亦不尽相同,目前常见的分类包括无机纳米塑料和有机纳米塑料两种。

无机纳米塑料是通过向塑料中加入无机纳米材料后形成的,如加入纳米级caco3、cu、sio2等,此类纳米材料的加入使得原有塑料的性能得到了显著的改善,并且所制成的塑料克服了原有的各向异性的缺陷,性能更为稳定。

以ep塑料为例,传统的ep塑料物质脆性大,易断裂破损,故人们尝试向ep塑料中加入纳米级sio2材料,借助于对偶联剂的应用,从而制得了ep/纳米sio2复合型塑料材质,新型塑料的强度较传统类型有了明显的改善,同时其韧性也有显著增强。

四、纳米塑料的制备方法
纳米塑料类型多样,不同塑料的制备工艺之间也存在着一定的差异,目前业内常用的纳米塑料制备方法包括共混法、原位聚合法、离子交换法以及插层法等等。

1.共混法制备纳米塑料
在众多纳米塑料制备方法之中,共混法是使用最为广泛且操作相对便捷的制备方式之一,其适用范围较广,对各种类型的纳米粒子均可适用。

无机纳米粒子具有比表面积大的特点,相同尺度的纳米粒子,无极纳米材料表面积会明显高于有机纳米粒子,如一粒径约为70nm的无机粒子,其比表面积甚至可以达到200m2/g,因此表面原子比例亦相对较高。

由于表面原子的原子键之间处于不饱和状
态,故其原子活性极高,在通常情况下十分容易发生吸附并导致聚团现象,且聚团后不易分散,只有将粒子的微区相尺寸以及粒子尺寸的分布控制在合理的范围之内,方可保障分散成功。

常见的共混法包括溶液共混法、熔融共混法、机械共混法等。

在纳米粒子与塑料材料合成的过程中,共混法将其分成了多个步骤依次进行,粒子的尺寸大小、形态样式便可以以此得到控制。

共混操作进行前,首先对无机纳米粒子进行简单处理,而后采用双螺杆挤出机将纳米粒子与材料进行熔融混炼,混炼结束后,微粒在复合材料中可达到纳米级分散。

由此形成的纳米塑料性能理想,且应用广泛。

在无机纳米分散法中,胶体基质以无机纳米微粒为主,并会在其表面沉淀形成一层聚合物,聚合物将微粒包裹起来,从而形成粒径较大的粒子,尺寸通常为100nm-300nm。

可见,以此种方法形成的纳米粒子具有明显的成层结构。

共混法进行纳米塑料制备操作简单易行,成功率高,但其对于塑料的改性效果并不十分理想,时常会出现改性效果较超细填料更差的现象。

分散效果不好的原因多种多样,但主要因素是聚合物熔体粘度较高所致。

研究人员为改善粒子分散效果,采用了相对分子质量较低的聚合物进行制备,但此种方式制得的纳米塑料力学性能往往不甚理想,故成为纳米塑料共混法制备过程中的瓶颈问题。

2.插层法制备纳米塑料
相对于其他费用较高,制备难度较大的纳米塑料制备方法而言,插层法制备纳米塑料时费用相对低廉,且其制备原材料易于获取,
适用于片状无机物的制备。

由于片状无机物与其他类无机纳米粒子不同,其只要求在一维方向中保证粒子达到纳米级别,故粒子在制备过程中不易吸附聚集,分散过程效果相对较好。

插层法制备纳米塑料的关键在于制备前对材料进行适当的预处理,将层状无机物作为材料制备过程中的主体,有机单体作为制备是的客体,客体直接插入主体夹层之间从而形成所制备的复合塑料。

插层法进行纳米塑料的制备克服了共混法改性效果差的缺陷,然而由于将单体插入无机物层间的过程耗时较长,加之将液态聚合物插入无机物层间所需要的时间更久,因此该方法制备纳米塑料的过程效率较低,对工业生产形成了不利的影响,经济效益不甚理想。

总之,对于纳米材料的研究及其在对工程塑料改性中的应用目前已成为行业内颇为热门的课题之一,加大纳米材料研发过程中的人力、物力投入,促进纳米材料及塑料改性技术的不断发展,将促进纳米改性的工程塑料早日实现工业化、产业化,从而带动相关行业的不断进步。

参考文献
[1]高善民,孙树声.前景广阔的纳米材料[j].化工新型材
料.1999(06).
[2]郭卫红,李盾,唐颂超,苏诚伟,徐种德.纳米材料及其在聚合物改性中的应用[j].工程塑料应用. 1998(04).。

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