聚合物基纳米复合材料的近代发展
纳米复合材料的发展现状及展望
纳米复合材料的开展现状及展望纳米材料是物质以纳米构造按一定方式组装成的体系，以下是的一篇探究纳米复合材料开展现状的，供大家阅读参考。
：从纳米技术的角度论述了非金属粘土矿物——蒙脱石制备聚合物基纳米复合材料的开展现状和开展前景，并预测了聚苯乙烯纳米复合材料可能开展的新领域。
纳米是长度单位(Nanometer，nm)，原称“毫微米”，1 nm=10-9 m，即十亿分之一米，一只乒乓球放在地球上就相当于将一纳米直径的小球放在一只乒乓球上。
纳米粒子通常是指尺寸在1 nm～100 nm之间的粒子。
纳米效应为实际应用开拓了广泛的新领域。
利用纳米粒子的熔点低，可采取粉末冶金的新工艺。
调节颗粒的尺寸，可制造具有一定频宽的微波吸收纳米材料，用于电磁波屏蔽、隐形飞机等。
纳米银与普通银的性质完全不同，普通银为导体，而粒径小于20 nm的纳米银却是绝缘体。
金属铂是银白色金属，俗称白金;而纳米级金属铂是黑色的，俗称为铂黑。
纳米粒子具有很高的活性，例如木屑、面粉、纤维等粒子假设小到纳米级的范围时，一遇火种极易引起爆炸。
纳米粒子是热力学不稳定系统，易于自发地凝聚以降低其外表能，因此对已制备好的纳米粒子，如果久置那么需设法保护，例如保存在惰性空气中或其他稳定的介质中以防止凝聚。
纳米材料是物质以纳米构造按一定方式组装成的体系。
它是纳米科技开展的重要根底，也是纳米科技最为重要的研究对象。
纳米技术被公认为21世纪最具有开展前途的科学之一，纳米材料也被人们誉为21世纪最有前途的材料。
由于纳米材料本身所具有的特殊性能，使其能够广泛应用于化工、纺织、军事、医学等各个领域。
本文阐述了蒙脱石/高聚物纳米复合材料的研究进展，并对其开展前景加以展望，期望对其深层次的加工应用有所帮助。
纳米材料有多种分类方式，按其维数可分为：零维的纳米颗粒和原子团簇，一维的纳米线、纳米棒和纳米管，二维的纳米膜、纳米涂层和超晶格等;按化学成分可分为：纳米金属，纳米晶体，纳米陶瓷，纳米玻璃以及纳米高分子等;按材料物性可分为：纳米半导体材料，纳米磁性材料，纳米非线性光学材料，纳米铁磁体材料，纳米超导体材料，以及纳米热电材料等;按应用可分为：纳米电子材料，纳米光电子材料，纳米生物医用材料，纳米敏感材料，以及纳米储能材料等;按照材料的几何形状特征，可以把纳米材料分为：①纳米颗粒与粉体;②碳纳米管与一维纳米线;③纳米带材;④纳米薄膜;⑤中孔材料(如多孔碳、分子筛);⑥纳米构造材料;⑦有机分子材料。
探讨纳米复合材料发展趋势
探讨纳米复合材料发展趋势进入21世纪，各领域对高性能材料的依赖程度越来越高，纳米材料是一种应用性能很高的工程材料，其应用范围非常广泛。
2008年，美国举办了材料科学学会，会议指出：“纳米材料工程将成为21世纪工程材料的重要组成部分。
”纳米复合材料是纳米工程材料的重要分支，目前，很多企业已纷纷将技术研发目标转向纳米复合材料，并逐渐加大研究力度，扩大技术应用范围。
1 纳米复合材料理论概述通过对纳米复合材料进行系统分析可知，可以按照材料性质将其划分为三种类型。
1.1 单体复合材料单体符合材料是不同种类、成分的纳米粒子经过工业处理复合而成的，这种纳米固体的物理结构非常稳定，且化学性质也很可靠。
因为组成成分少，所以单体复合材料纳米粒子的复合最完全，其分子结构之间的基团链不会随温度、压力的变化而变化。
1.2 双体复合材料双体复合材料可以通过工业处理将纳米粒子均匀的分散到二维薄膜材料中，粒子在弥散过程中会产生均匀或不均匀两种分布状态，这两种分布状态的复合结构都具有一定的稳定性。
均匀和非均匀弥散状态的薄膜基体表现出的层状结构具有明显的差异性，纳米粒子分散混乱的材料的构成层级种类很多，分散有序、均匀的材料层级种类较少。
1.3 多体复合材料多体复合材料可以通过工业处理将纳米粒子均匀的分散到三维固体中，纳米粒子会通过外力作用，深入固体组织结构，改变其分子集团的分布情况，进而影响三维固体的物理性能和化学性能。
多体复合材料的应用前景非常好，是当今纳米材料科研工作者研究的重点问题。
2 纳米复合材料发展趋势分析2.1 纳米复合涂层材料纳米复合涂层材料的化学性质稳定，并且柔韧性好、硬度高、耐腐蚀性强，在工程材料表面涂抹这种防护材料不仅可以防止工程材料的破损，还能增加工程材料的防护功能。
随着现代工业技术的发展，复合涂层材料得到了显著发展，单一纳米结构逐渐转变为多层纳米结构。
美国著名纳米工程材料研究专家普修斯于2012年成功研制出了复合涂层纳米材料，这类纳米材料的抗氧化性能非常好，可以在高温条件下保持不褪色、不热化。
聚合物基复合材料的发展现状和最新进展
聚合物基复合材料的发展现状和最新进展聚合物基复合材料是由聚合物基质中加入颗粒、纤维或薄片状增强材料制成的材料。
它具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和热稳定性能，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
下面将介绍聚合物基复合材料的发展现状和最新进展。
1.纳米材料的应用：近年来，纳米材料成为聚合物基复合材料的研究热点。
纳米粒子的添加能够提高复合材料的力学性能、导电性能和热稳定性能。
例如，纳米粒子的添加可以提高聚合物基复合材料的强度和硬度，使其具有更好的抗冲击性能和热阻性能。
2.高性能增强材料的研发：为了提高聚合物基复合材料的力学性能，研究人员不断提出新的增强材料。
例如，石墨烯是一种具有优异力学性能和导电性能的二维纳米材料，已被广泛应用于聚合物基复合材料中。
同时，碳纳米管、纳米纤维和陶瓷纤维等增强材料也在不断研发中，并取得了较好的效果。
3.新型复合材料的研制：除了传统的增强材料外，研究人员还在努力研制新型复合材料。
例如，聚合物基复合材料中加入具有形状记忆功能的材料，可以使复合材料具有形状可逆调变的功能。
此外，聚合物基复合材料中加入具有光敏性能的材料，可以使复合材料具有光刻功能，从而实现微纳米加工和器件制备。
1.可持续性发展：随着环境问题的日益突出，研究人员开始关注聚合物基复合材料的可持续性发展。
他们试图将可持续材料（如生物基材料）应用于聚合物基复合材料中，以减少对环境的影响。
同时，研究人员还探索了聚合物基复合材料的循环利用和回收利用技术，以实现资源的有效利用。
2.多功能复合材料的研究：为了满足不同领域的需求，研究人员开始研究多功能复合材料。
多功能复合材料可以同时具有力学性能、光学性能、导电性能、热学性能等多种功能。
例如，研究人员研制出了具有自修复功能的聚合物基复合材料，可以在受损后自动修复，延长使用寿命。
3.智能复合材料的研制：智能复合材料是指能够根据环境和外界刺激自主调整性能的复合材料。
例如，研究人员设计了具有温度响应性能的聚合物基复合材料，可以根据温度的变化改变其形状和力学性能，实现智能控制。
聚合物基纳米复合材料的近代发展
聚合物基纳米无机复合材料的应用与发展摘要：聚合物基纳米无机复合材料是一种性能优异的新型复合材料,已成为材料科学的新热点。
本文概述了聚合物基纳米无机复合材料的发展前景及发展过程中应注意的问题。
及相应的解决方法。
关键词：聚合物;纳米;无机物;复合材料1.纳米复合材料的概念、特性、背景1.1纳米复合材料的概念纳米复合材料是指一种或多种组分以纳米量级的微粒,即接近分子水平的微粒复合于基质中构成的一类新型复合材料。
因其分散相尺寸介于宏观与微观之间的过渡区域,从而给材料的物理和化学性质带来特殊的变化,纳米复合材料正日益受到关注,被誉为“21世纪最有前途的材料”,其研究的种类已涉及无机物、有机物及非晶态材料等。
聚合物基纳米无机复合材料因其综合了有机物和无机物的各自优点,且能在力学、热学、光学、电磁学与生物学等方面赋予材料许多优异的性能,正成为材料科学研究的热点之一[1]。
1.2纳米复合材料的特性当材料粒子尺寸进入纳米量级时,因其自身具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应,以及纳米固体粒子中大量缺陷的存在,使得聚合物基纳米无机复合材料具有与众不同的特点[2]。
纳米复合材料是继单组分材料、复合材料和梯度功能材料之后的第四代材料。
1.3纳米复合材料的背景纳米复合材料的出现先于概念的形成。
早在上世纪年代末, 实际上就已出现了聚合物心纳米复合材料, 只是人们还未认识到其特殊的性能与实际应用意义〕。
纳米复合材料是年代初〕提出的, 与单一相组成的纳米结晶材料和纳米相材料不同, 它是由两种或两种以上的吉布斯固相至少在一个方向以纳米级复合而成的复合材料, 这些固相可以是非晶质、半晶质、晶质或者兼而有之, 而且可以是无机、有机或二者都有。
纳米相与其它相间通过化学共价键、赘合键与物理氢键等作用在纳米水平上复合, 即相分离尺寸不得超过纳米数量级。
因而, 它与具有较大微相尺寸的传统的复合材料在结构和性能上有明显的区别, 近些年已成为聚合物化学和物理、物理化学和材料科学等多门学科交叉的前沿领域, 受到各国科学家和政府的重视。
聚合物基纳米复合材料的研究进展及存在问题
聚合物基纳米复合材料的研究进展及存在问题张立群佘庆彦（北京化工大学北京市新型高分子材料制备与成型加工重点实验室教育部纳米材料制备及应用科学重点实验室）摘要：综述了聚合物基纳米复合材料的研究现状，介绍了不同体系的聚合物基纳米复合材料的研究进展。
并对该领域研究存在问题及未来发展进行了展望。
关键词：聚合物；纳米复合材料；进展１前言随着生产和科学技术的发展，人们对材料也提出了日益广泛而苛刻的要求。
单一组分的材料已难以满足社会的需要。
将两种或两种以上性质不同的现有材料通过某种工艺方法进行复合，通过发挥各组成材料优点而得到的复合材料，不仅扩大了材料的应用范围，而且提高了材料的经?眯б妫牧峡蒲е匾姆⒄狗较蛑弧８莘稚⑾喑叽绲拇笮。
春喜牧戏治旯鄹春稀⑽⒚准陡春虾湍擅赘春喜牧稀?２０世纪８０年代，纳米科学的研究受到科学家的广泛关注。
Ｒｏｙ和Ｋｏｍａｒｎｅｎｉ（１３于１９８４年最早提出了纳米复合材料（Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）概念，并把它定义为至少有一种分散相的一维尺度在ｌＯＯｎｍ以内的复合材料。
研究发现，当粒子达到纳米尺度时，由于其小尺寸效应、量子尺寸效应、量子隧道效应和表面界面效应等，使得纳米微粒和纳米固体呈现出许多奇异的物理、化学性质，为设计和制备多功能新材料提供了新的机遇，因而纳米复合材料备受各国的科研工作者的关注，被称为２ｌ世纪最有前途的材料的之一。
当今，纳米复合材料的种类繁多，根据基体和分散相种类的不同，可进行以下分类；ｒ金属／金属非聚合物基纳米复合材料２金属／陶瓷纳米复合材料｛，二謇荔二案莩物。
聚合物基纳米复合材料Ｉ聚合物／金属ｌ聚合物／无机粒子本文重点评述聚合物基纳米复合材料的研究进展２聚合物基纳米复合材料研究进展２．１１聚合物／聚合物纳米复合材料聚合物／聚合物纳米复合材料是指由两种高分子聚合物构成的纳米复合材料。
根据合成方法的不同，通常将其分为三类：分子复合材料、原位复合材料、纳米微纤聚合物／聚合物复合材料心Ｉ。
聚合物基纳米复合材料的近代发展
汽车发动机地技术现状及发展趋势摘要：自汽车发明以来,为人们地出行运输带来了极大地便利,促进了人类地大发展,一百多年后地今天,相关技术不断创新和走向成熟.但随之而来地问题则是,全球石油能源紧张,空气污染.因此,先进地发动机技术将在汽车节能、环保技术开发中起着关键地决定性地作用.关键词：汽油直喷技术<GDI）；多气门技术；停缸技术；共轨与四气门技术；可变气门正时技术<VVT）；均质充量压缩点燃<HCCI）b5E2RGbCAPAbstract Since the invention of car,for people's travel transportation has brought great :convenience,to promote the development of human beings,More than one hundred years later, therelated technical innovation and maturity.But the trouble with this is that global oil energy nervous,air pollution,Therefore, advanced engine technology in automobile energy saving, environmental protection technology development plays a key decisive role.p1EanqFDPwKeywords:Gasoline direct injection technology。
Many valve technology。
Stop cylinder technology。
Common rail and the four valve technology。
Variable valve timing technology。
聚合物基复合材料初稿1
聚合物基复合材料概述
（一）概念 聚合物基复合材料是以有机聚合物为基体，纤维类增强材 料为增强剂的复合材料。 纤维的高强度、高模量的特性使它成为理想的承载体。基 体材料由于其粘结性能好，把纤维牢固的粘结起来，同时， 基体又能使载荷均匀分布，并传递到纤维上去，并允许纤 维承受压缩和剪切载荷。纤维和基体之间的良好的复合显 示了各自的优点，并能实现最佳结构设计，具有很多优良 的特性。 是结构复合材料中发展最早、研究最多，应用最广、规模 最大的一类复合材料。
指由高强度、高弹性模量的脆性颗粒作增强体
与韧性基体或脆性基体经一定工艺复合而成的多相材料。
颗粒增强复合材料的种类： 纳米微细硬颗粒弥散增强，微米颗粒增强。
复合材料的基本理论
弥散强化复合材料中弥散Байду номын сангаас粒种类
金属氧化物 碳化物 硼化物
复合材料的基本理论
颗粒增强复合材料的机理：
弥散分布基体中的硬颗粒可以有效地阻止 位错运动，产生显著的强化作用。
度和压缩强度。 ③介电性能：不饱和聚酯树脂的介电性能良好。
（2）化学性质
• 不饱和聚酯树脂耐水、稀酸的性能较好，耐稀碱的性能尚可，
但耐碱和耐有机溶剂的性能较差。树脂的耐化学腐蚀性能随其 化学结构和几何形状的不同有很大差异。
环氧树脂
• 环氧树脂（Epoxy resin）出现于20世纪30年代，由瑞士的 Pierre Castam和美国的 S.O.Greenlee首先合成. • 于40年代工业化
(2)优异的电绝缘性能和高频介电性能。玻璃钢是性能优异的工频绝缘材料。 同时具有良好的高频介电性能，可用作雷达罩的高频透波材料。 (3)良好的摩擦性能。碳纤维的低摩擦系数和自润滑性，其复合材料具有良 好的摩阻特性和减摩特性。 (4)优良的耐腐蚀性。 (5)有特殊的光学、电学、磁学的特性。
聚合物基纳米复合材料研究进展
聚合物基纳米复合材料研究进展摘要: 针对聚合物基纳米复合材料的某些热点和重点问题进行了总结和评述，并讨论了碳纳米管、石墨烯及纳米增强界面等以增强为主的纳米复合材料的研究状况和存在的问题；系统地评述了纳米纸复合材料、光电纳米功能复合材料以及纳米智能复合材料等以改善功能的纳米功能复合材料的研究动态。
关键词 : 复合材料；纳米材料；聚合物；功能材料引言复合材料作为材料大家族中的重要一员，已经深入到人类社会的各个领域，为社会经济与现代科技的发展作出了重要贡献。
复合材料科学与技术的发展经历了从天然复合材料到人工复合材料的历程，而人工复合材料的诞生更是材料科学与技术发展中具有里程碑意义的成就。
20 世纪 50 年代以玻璃纤维增强树脂的复合材料(玻璃钢)和 20 世纪 70 年代以碳纤维增强树脂的复合材料(先进复合材料)是两代具有代表性的复合材料。
这两代材料首先在航空航天和国防领域得到青睐和应用，后来逐渐扩大到体育休闲、土木建筑、基础设施、现代交通、海洋工程和能源等诸多领域，使得复合材料的需求越来越强烈，作用越来越显著，应用领域越来越广泛，用量也越来越多，而相应的复合材料科学与技术也在不断地丰富和发展。
随着纳米技术的出现和不断发展，纳米复合材料已经凸显了很多优异的性能，从一定意义上有力地推进了新一代高性能复合材料的发展。
纳米化与复合化已经成为新材料研发和推动新材料进步的重要手段和发展方向。
纳米复合材料是指以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相，以纳米尺寸的颗粒、纤维、纳米管等为分散相，通过合适和特殊的制备工艺将纳米相均匀地分散在基体材料中，具有特殊性能的新型复合材料。
本研究的重点是讨论聚合物基纳米复合材料的研究概况，系统介绍利用碳纳米管、石墨烯、碳纳米纸、纳米界面改性等提升和改善复合材料力学性能及物理性能的机理与作用。
1 纳米增强复合材料纳米复合材料的性能依据其基体材料和纳米增强相种类的不同而差异巨大，因此提高力学性能是纳米复合材料研究领域中最具代表性的研究工作之一。
聚合物基复合材料的发展前景
聚合物基复合材料的发展前景
聚合物基复合材料是一种新型的材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损等
优点，已经在航空航天、汽车制造、建筑领域得到广泛应用。
随着科技的不断进步，聚合物基复合材料的发展前景也变得愈发广阔。
目前，聚合物基复合材料已经成为许多领域的首选材料之一。
在航空航天领域，轻质高强度的特性使得航空器的重量得到有效降低，提高了航行效率；在汽车制造领域，聚合物基复合材料的使用可以有效降低车辆的油耗，减少尾气排放。
同时，在建筑领域，聚合物基复合材料的防水、抗腐蚀性能使得建筑物更加耐久。
未来，随着人们对材料性能要求的不断提高，聚合物基复合材料也将得到更广
泛的应用。
例如，可以预见的是，聚合物基复合材料将在航天领域扮演更为重要的角色，用于制造更加轻巧、耐高温的航天器件；在新能源汽车领域，聚合物基复合材料将成为电池壳体、车体等关键部件的首选材料。
此外，随着环保意识的日益增强，可回收再利用的聚合物基复合材料也将迎来
更广阔的市场。
未来，可以预见聚合物基复合材料的制造工艺将不断优化，生产成本将得到更大程度的降低，从而使得这种环保材料更加普及。
综上所述，聚合物基复合材料具有广阔的发展前景。
随着科技的不断进步，这
种材料将在各个行业中发挥越来越重要的作用，为人们的生活和产业的发展带来更多的便利和机遇。
聚合物纳米复合材料实现经济和技术上的突破
构 都致 力于碳 纳米管 分离技 术 的研 究 。 国杜邦 公 司 美
和 康 奈 尔大 学 的研究 人 员 最 近开 发 了一 种 分 离 不 同 类 型碳 纳米 管 的技术 。 在 这项 最新成 果 中 ， 研究 人 员利 用氟基 分子 接触
求 ， 少燃 料泄 漏 是设 计 宗 旨 ， 加入 这 种 材 料可 以 减 而
技 术 上没有 大 的区别 ， 只是在直 径上 有所不 同。
现 在 汽车行业 ， 米复合 材料适 用 的部 件包 括仪 器 纳
碳 纳米 管韧性 高 、 电性 强 、 导 场发 射性 能优 良 ， 兼 具金 属性 和半导体 性 ， “ 级纤 维 ” 有 超 之称 。 自１９ 年 ９１
被发 现 以来 ， 碳纳 米 管在众 多领 域 的应 用 前景 吸 引 了
应 用受 到严重 限制 。 因此 ， 国际上 不少 国家 的科 研机
合 材料应用 的新 领域 。塑 料 由于其轻 质 、 价格 低及 设 计 灵活 的特 ｌ替 代 了金 属 材料用 于汽 车 的油缸 。 生 在欧
洲 ，几乎 ９ ％左 右 的轻 型汽 车 的油 缸 都 是 由塑 料 做 ０ 的 ； 美 国 ， 个 比例 约 为７ ％ ； 在 这 ７ 日本 这个 比例 较低 ， 仅 为２ ％。无 论是 出于供 应 商 的考 虑 还 是 用 户 的需 ６
只 能小批 量生 产 。２ ０ 年 ， 球仅 生产 了 １５ 吨碳 纳 ０６ 全 ２０
管 和碳纳 纳 米纤维 。 纳米 黏土复 合材料 ： 复合 材料是 米 体 ， 聚合物纳 米黏 土利用 插层 聚 指用 聚 合物 作 为基 黏 土作 为 分散 相 ，
褰
料
实
米 管复合 材料 ，预 计２ １年 的产量 将 达￣７ ２ 吨 ， ０ ３ １７ ２ 年 均 增长率 达２ ．％。 ９７ 全球 约 ８ ％ 的碳 纳米 管 复 合 材料 用 在静 电消 散 ０ （ Ｓ 材 料 ， ７ ％ 以上 的Ｅ Ｄ 料是 用 在 汽 车领 域 Ｅ Ｄ） 而 ０ Ｓ材
纳米颗粒增强的聚合物复合材料
纳米颗粒增强的聚合物复合材料近年来，随着纳米科技的快速发展，纳米颗粒增强的聚合物复合材料逐渐成为材料科学领域的热门研究方向。
这种新型材料结合了纳米材料的特异性能和聚合物的可塑性，具有广泛的应用前景。
纳米颗粒是尺寸在1到100纳米之间的微小颗粒，比起传统的宏观颗粒具有更高的比表面积和更好的物理化学特性。
纳米颗粒增强的聚合物复合材料通过将纳米颗粒与聚合物基体相互结合，使材料具有独特的性能。
首先，纳米颗粒增强的聚合物复合材料具有优异的力学性能。
纳米颗粒可以有效地增加复合材料的强度、硬度和刚度，提高其抗拉伸和抗压缩性能。
这是由于纳米颗粒的高比表面积和表面缺陷，可以有效地增强材料的结构，阻碍位错的移动，提高材料的机械性能。
其次，纳米颗粒增强的聚合物复合材料具有优异的导热性能。
纳米颗粒的特殊结构可以形成连续的导热通道，将热量从高温区域快速传导到低温区域。
这使得材料具有良好的热传导性能，可广泛应用于散热器、导热膏等领域。
此外，纳米颗粒增强的聚合物复合材料还具有优异的光学性能。
纳米颗粒的尺寸和形状可以调节光的散射和吸收行为。
通过调控纳米颗粒的特性，可以实现对光的控制，如改变材料的折射率、反射率和透明度。
这为光学器件的设计和开发提供了新的思路。
在能源领域，纳米颗粒增强的聚合物复合材料也展现了巨大的应用潜力。
通过将纳米颗粒引入聚合物基体中，可以有效改善材料的电导率和离子传输性能，提高储能设备的效率和性能稳定性。
利用这种材料的优异性能，可以实现高性能锂离子电池、超级电容器等能源设备的制备。
然而，在纳米颗粒增强的聚合物复合材料的研究和应用中，仍然存在一些挑战和问题需要解决。
首先，纳米颗粒的均匀分散和定向组装是影响材料性能的重要因素。
如果纳米颗粒无法均匀分散在基体中或定向组装成某种形状，将会影响材料的力学性能和导电性能。
其次，纳米颗粒的生产成本和大规模制备技术也是制约材料商业化应用的关键问题。
目前，尽管已经有了一些纳米颗粒合成的方法，但仍然需要更多新型纳米颗粒合成技术的发展。
聚合物基复合材料的发展现状和最新进展
聚合物基复合材料的发展现状和最新进展摘要聚合物基复合材料以聚合物为基体，玻璃纤维、碳纤维、芳纶等为增强材料复合而成。
主要包括热固性复合材料和热塑性复合材料。
本文先介绍聚合物基复合材料的最新性能研究，再简单介绍下最近几年的研究热点，最后从应用角度谈一谈聚合物基复合材料的发展现状和最近进展。
关键词聚合物基复合材料发展现状最近进展一、引言我国聚合物基复合材料的研究始于1958 年，第一个产品就是我们所熟知的玻璃钢。
我国热塑性树脂基复合材料开始于20世纪80年代末期，近20年来取得了快速发展。
迄今，我国已经成功将碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维增强高性能聚合物基复合材料实用化，其中高强度玻璃纤维增强复合材料已达到国际先进水平，形成了年产500t的规模[1]。
随着科技的高速发展，传统聚合物基复合材料已不能满足使用需求，对高性能、耐高温、耐磨损、耐老化性能的研究不断深入。
新型复合材料的出现也给该领域带来了更大的发展前景，进而在军事、航空航天、交通，乃至日常生活中的广泛运用也使得该领域具有巨大的发展空间和良好的市场前景[2]。
二、性能研究进展常见的高性能耐高温聚合物材料有聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)等。
研究发现液晶材料能很好的提高PTFE的耐磨损性能，将PEEK与其它聚合物共混或采用碳纤维(CF)、玻璃纤维(GF)、无机纳米粒子等复合增强，已成为制备摩擦学性能和力学性能更优异的PEEK复合材料的首选[3]。
美国一家PI复合材料供应商，主要生产不含MDA型PI／碳纤维、玻璃纤维、石英纤维单向带、织物以及预制品。
该公司开发的900HT材料的瓦约为426℃，使用温度最高816℃，可采用热压罐、模压以及某些液体模塑工艺加工[4]。
该材料还具有十分优异的热氧化稳定性，因此尤其适用于制造在高温氧气环境中长期工作的发动机以及机身部件[5]。
聚合物基复合材料在自然环境下使用，性能会受到许多环境因子（如紫外辐射、臭氧、氧、水、温度、湿度、微生物、化学介质等）的影响。
纳米复合材料PEMFC发展状况及趋势
1.介绍
杜邦Na fion®在氯碱工艺上的商 业化也表明了对燃料电池应用的 潜在兴趣。 PEMFC是为三个主 要应用而开发的：汽车、固定式 和便携式发电设备。因为它的使 用寿命更长，加油能力与电池所 需的充电能力相当，直接让甲醇 燃料电池（DMFC）也被推向了 商业化的边缘。
DMFC的工作原理
1.介绍
在这里，E *是模量，d是膜密度，前面因子φ前缘因子取为单位，R通用气体 常数，T是绝对温度。
4.1.1热与机械强度
分析PVA-壳聚糖二氧化硅复合膜的机 械和交联特性，并显示随着二氧化硅含量 和交联时间的增加，膜伸长率降低（图 A）。图B反映了交联对NCBC-二氧化硅 含量不变的膜伸长行为的影响。在高交联 时间下通过羟基（壳聚糖）的分子内或分 子内交联形成三维网状结构。 这些纳米复合膜的储能模量和交联密度 最初增加，然后随着NCBC-二氧化硅含量 的下降而降低，这归因于粘合区域的主导 形成而不是与增塑剂的交联。因此，需要 优化聚合物 - 无机含量，高的交联密度和 储能模量以获得稳定的混合膜。
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2.1水和热量管理
水在燃料电池中起着重要的作用，包括 在质子产生过程中作为阳极的反应物， 水合PEM膜以促进质子向阴极的迁移， 以及作为阴极处那些质子消耗的产物。 在Na fion®膜的情况下，水的电渗阻力 系数约为2.5。因此，由于在阳极处水 存在下1摩尔甲醇的氧化产生6个质子， 所以将2.5×6摩尔水通过Na fion®117 膜拖向阴极。如果膜在水 - 甲醇混合物 中平衡，这个值将会更高，这导致每摩 尔甲醇从阳极损失16个水分子。因此， 必须补充阳极处的水。膜水含量的任何 变化都可能导致膜 - 催化剂界面变差和 膜破裂。
2.PEMFC技术：成就与挑战
2.PEMFC技术：成就与挑战
高聚物纳米复合材料技术进展及发展前景
高聚物/纳米复合材料技术进展及发展前景如今在材料领域，复合材料有很大的开发潜力，对人们的生活对社会的进步有很大作用，只是价格昂贵，还不能应用特别广泛。
下面我来讨论一下高聚物纳米复合材料。
纳米材料是指材料显微结构中至少有一相的一维尺度在100nm以内的材料。
纳米材料由于平均粒径微小、表面原子多、比表面积大、表面能高，因而其性质既不同于单个原子、分子，又不同于普通的颗粒材料，显示出独特的小尺寸效应、表面效应等特性，具有许多常规材料不可能具有的性能。
纳米材料由于其超凡的特性，引起了人们越来越广泛的关注,不少学者认为纳米粒子将是21世纪最有前途的材料之一，纳米技术将成为21世纪的主导技术。
一、纳米材料的特性1、尺寸效应当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或投射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏；非晶态纳米微粒的颗粒表面附近原子密度减小，导致声、光电、磁学、热学、力学等特性呈现出新的小尺寸效应。
纳米微粒的小尺寸效应使其具有独特的物理化学性能，从而拓宽了材料的应用范围。
如当颗粒的粒径降到纳米级时，材料的磁性就会发生很大变化，如一般铁的矫顽力约为80A/m，而直径小于20nm的铁，其矫顽力却增加了1000倍，可用于制造磁卡.若将纳米粒子添加到聚合物中，不但可以全面改善聚合物的力学性能，甚至还可以赋予材料新性能。
2、表面效应一般而言，随着微粒尺寸的减小，微粒中表面原子与原子总数之比将会增加，表面积也将会增大，从而引起材料性能的变化，这就是纳米粒子的表面效应。
表1列出了纳米微粒尺寸与表面原子数的关系。
纳米微粒尺寸d（nm）包含总原子表面原子所占比例（%）10 3×104 204 4×103 402 2.5×102 801 30 99从表1中可以看出，随着纳米粒子粒径的减小，表面原子所占比例急剧增加。
当粒径为1nm时，纳米材料几乎全部由单层表面原子组成。
聚合物纳米复合材料的研究与应用
聚合物纳米复合材料的研究与应用随着科技的发展，材料学科也在快速发展，新材料的涌现不仅可以改善我们的生活，同时也解决了人们在传统材料方面遇到的问题。
本文将介绍聚合物纳米复合材料的研究与应用，以期帮助读者进一步了解这种新型材料。
一、聚合物纳米复合材料的基本概念聚合物纳米复合材料是一种新型复合材料，它由两种或两种以上的不同材料组成，其中至少一种是纳米材料。
聚合物作为一种具有广泛应用的材料，在聚合物基体中添加纳米材料，可以显著提高材料的性能。
目前，聚合物纳米复合材料已广泛应用于航空航天、电子、汽车和建筑等领域。
二、聚合物纳米复合材料的研究在聚合物纳米复合材料的研究中，最关键的一环是纳米颗粒的制备方法。
通过化学合成、物理法、生物法等方法，可以制备大小不一、形态各异的纳米颗粒，其中最常用的是化学合成法。
然后，将纳米颗粒与聚合物基体进行复合，制备成聚合物纳米复合材料。
同时，在研究中也需要对聚合物纳米复合材料进行性能测试。
通过热重分析、动态机械分析、电学测试等方法，可以测试出聚合物纳米复合材料的机械、热学、电学等性能。
这些性能测试可以评价聚合物纳米复合材料的全面性能。
三、聚合物纳米复合材料的应用1. 航空航天领域聚合物纳米复合材料在航空航天领域中的应用越来越普遍。
例如，纳米氧化铝的添加可以提高聚合物基体的热稳定性、机械强度和防火性能，从而应用于火箭座椅和燃料储罐等领域。
2. 电子领域聚合物纳米复合材料在电子领域也有广泛的应用。
例如，添加碳纳米管可以作为导电增强剂，提高材料的导电性能，从而应用于电子器件中。
3. 汽车领域聚合物纳米复合材料在汽车领域中也有较为广泛的应用。
例如，添加纳米级硅酸盐可以减少汽车零部件的重量，从而提高汽车的燃油经济性和安全性。
4. 建筑领域聚合物纳米复合材料在建筑领域也有一定的应用。
例如，添加纳米氧化锌可以增加涂料的防火性能，提高建筑物的防火等级。
四、聚合物纳米复合材料的未来发展聚合物纳米复合材料具有很大的发展前景，在未来的研究中有以下方向：1. 开发制备新型的纳米颗粒，进一步提高聚合物纳米复合材料的性能。
聚合物与纳米材料的复合研究及应用
聚合物与纳米材料的复合研究及应用在当今科技高速发展的时代，聚合物与纳米材料的复合研究和应用已成为当前研究领域的热点。
其中，复合材料作为一种新型材料，在工业、军事、医疗等领域都有着广泛应用，而聚合物与纳米材料的复合技术则是复合材料中最重要的一个分支。
首先，我们来了解一下聚合物与纳米材料的基础概念。
聚合物，指由许多相同或不同的单体分子经聚合反应而成的具有高分子量的化合物。
而纳米材料则是指粒径在1~100纳米之间的晶体或非晶体物质，由于具有很强的界面效应和尺寸效应，在一些特定的领域中表现出了非常出色的性能。
聚合物与纳米材料的复合技术，则是将纳米材料与聚合物进行混合，制成各种复合材料。
与单纯的聚合物相比，聚合物与纳米材料的复合材料具有许多优异的性能。
其中，最为显著的一点是复合材料的改性效果。
通过将纳米材料加入到聚合物中，可以在不改变聚合物基本性质的前提下，使其在力学性能、耐热性、阻燃性、导电性等方面得到优异的提升。
此外，由于纳米材料的特殊性质，复合材料的导电性、光学性能等也会有很大提升。
针对聚合物与纳米材料的复合技术，目前已经有很多研究成果。
例如，石墨烯与聚合物的复合材料就是一种非常典型的纳米复合材料。
石墨烯作为一种高性能纳米材料，具有优异的导电性、机械性能和化学稳定性，在电子、光电等领域有重要应用。
而将石墨烯与聚合物相结合，可以制备出导电性能十分优异的复合材料，应用于柔性电子器件、太阳能电池等领域。
此外，基于纳米材料的耐热性、耐腐蚀性等优异性能，聚合物与纳米材料的复合材料被广泛应用于制备高性能的塑料报警器、涂料、防腐蚀材料等领域。
然而，尽管聚合物与纳米材料的复合技术在许多领域有着重要应用，但是该技术也存在着一定的难点。
例如，由于纳米材料粒度的微小，往往难以保证其与聚合物的充分混合，从而造成复合材料性能下降。
此外，纳米材料也有着非常强的表面活性，易发生团聚现象，从而影响复合材料的均匀性和稳定性。
因此，对于聚合物与纳米材料的复合技术，仍需要不断地加强研究和探索，以期解决这些难点问题，达到更好的应用效果。
聚合物纳米复合材料的制备技术及应用前景
聚合物纳米复合材料的制备技术及应用前景聚合物纳米复合材料是一种新型高性能材料，由聚合物基质和纳米尺度的添加剂复合而成，具有优异的物理和化学性能，如机械强度、耐热性、导电性、导热性等。
本文将介绍聚合物纳米复合材料的制备技术及应用前景。
制备技术聚合物纳米复合材料的制备技术主要有两种：一种是通过化学方法，在聚合物基体中添加纳米填料，可以是纳米粉末、纳米管、纳米球等，通过自组装等方法将纳米颗粒掺入聚合物中，形成纳米复合材料。
另一种方法是利用纳米技术，通过自组装、共混、电子束辐照等方法，将不同材料的聚合物基体和纳米尺度物质复合在一起，生成新型高性能复合材料。
应用前景聚合物纳米复合材料的应用前景十分广泛。
首先，在材料科学领域，聚合物纳米复合材料可以应用于航空航天、汽车、建筑等高端领域的结构材料，这些领域要求材料具有高强度、轻质化、耐热性、抗腐蚀性等优异性能。
同时，聚合物纳米复合材料还可以应用于电子、光电、光催化等领域的新型功能材料，如有机太阳能电池、柔性电子、传感器等，这些领域要求材料具有导电性、光电响应性、催化活性等性能。
此外，聚合物纳米复合材料还可以应用于药物传输、环境治理、食品包装等领域。
在药物传输方面，聚合物纳米复合材料可以作为药物的载体，控制药物的释放速度和方向，提高药物的生物利用度和治疗效果。
在环境治理方面，聚合物纳米复合材料可以应用于水、空气等领域的污染治理，如吸附、分解、过滤等，减少环境污染和提高环境保护质量。
在食品包装方面，聚合物纳米复合材料可以应用于保鲜防腐等方面，延长食品的保质期和食品的品质。
总结聚合物纳米复合材料作为一种新型高性能材料，具有广泛的应用前景和市场需求。
其制备技术和应用领域也在不断发展和创新。
未来，聚合物纳米复合材料将成为新材料领域的主流材料之一，为人类的生产和生活带来更多的创新和发展。
聚合物基纳米复合材料的研究与应用
聚合物基纳米复合材料的研究与应用聚合物基纳米复合材料是指以聚合物为基体，添加纳米粒子而形成的复合材料，具有优异的物理、化学和力学性能。
近年来，在材料科学领域，聚合物基纳米复合材料得到了广泛的研究和应用。
本文将探讨聚合物基纳米复合材料的制备方法、物性改性以及其在电子、医疗和环境领域的应用。
一、制备方法聚合物基纳米复合材料的制备方法多样。
常见的方法包括溶液混合法、原位聚合法和乳化法等。
溶液混合法是将纳米粒子分散入聚合物溶液中，并通过控制溶液的pH值、温度和混合速度等参数，使纳米粒子均匀分散于聚合物基体中。
原位聚合法是通过先合成纳米粒子，然后在聚合物基体合成过程中，将纳米粒子拼接到聚合物链上。
乳化法则是将聚合物和纳米粒子分别悬浮于两相液体中，再将两相混合并进行乳化，最终获得聚合物基纳米复合材料。
二、物性改性聚合物基纳米复合材料的物性改性是指通过添加纳米粒子，改善聚合物的力学性能、热稳定性、导电性、抗UV性能等。
纳米填料的引入可以增强聚合物的力学性能，例如增加复合材料的强度、韧性和刚性。
同时，纳米填料还可以提高复合材料的热稳定性，使其能够在高温环境下保持稳定的性能。
此外，通过在聚合物基体中纳米填料形成的导电网络，可以实现复合材料的导电功能。
还有一些纳米填料具有抗紫外线的特性，在聚合物基体中添加这些填料可以提高复合材料的抗紫外线性能。
三、电子领域应用聚合物基纳米复合材料在电子领域有着广泛的应用。
首先，纳米填料的添加可以提高聚合物基复合材料的导电性能，使其可以用于导电薄膜、传感器和电磁屏蔽等领域。
其次，由于聚合物基纳米复合材料良好的力学性能和柔韧性，可以用于柔性电子器件的制备，如可弯曲显示器、可穿戴设备等。
此外，聚合物基纳米复合材料还可以用于光电子器件和电池材料的制备，提高器件的性能和稳定性。
四、医疗领域应用聚合物基纳米复合材料在医疗领域也具有广阔的应用前景。
由于其良好的生物相容性和可控释放性能，可以用于药物传递系统的制备，如缓释药物载体、靶向传递系统等。
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聚合物基纳米无机复合材料的应用与发展
摘要：聚合物基纳米无机复合材料是一种性能优异的新型复合材料,已成为材料科学的新热点。
本文概述了聚合物基纳米无机复合材料的发展前景及发展过程中应注意的问题。
及相应的解决方法。
关键词：聚合物;纳米;无机物;复合材料
1.纳米复合材料的概念、特性、背景
1.1纳米复合材料的概念
纳米复合材料是指一种或多种组分以纳米量级的微粒,即接近分子水平的微粒复合于基质中构成的一类新型复合材料。
因其分散相尺寸介于宏观与微观之间的过渡区域,从而给材料的物理和化学性质带来特殊的变化,纳米复合材料正日益受到关注,被誉为“21世纪最有前途的材料”,其研究的种类已涉及无机物、有机物及非晶态材料等。
聚合物基纳米无机复合材料因其综合了有机物和无机物的各自优点,且能在力学、热学、光学、电磁学与生物学等方面赋予材料许多优异的性能,正成为材料科学研究的热点之一[1]。
1.2纳米复合材料的特性
当材料粒子尺寸进入纳米量级时,因其自身具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应,以及纳米固体粒子中大量缺陷的存在,使得聚合物基纳米无机复合材料具有与众不同的特点[2]。
纳米复合材料是继单组分材料、复合材料和梯度功能材料之后的第四代材料。
1.3纳米复合材料的背景
纳米复合材料的出现先于概念的形成。
早在上世纪年代末, 实际上就已出现了聚合物心纳米复合材料, 只是人们还未认识到其特殊的性能与实际应用意义〕。
纳米复合材料是年代初〕提出的, 与单一相组成的纳米结晶材料和纳米相材料不同, 它是由两种或两种以上的吉布斯固相至少在一个方向以纳米级复合而成的复合材料, 这些固相可以是非晶质、半晶质、晶质或者兼而有之, 而且可以是无机、有机或二者都有。
纳米相与其它相间通过化学共价键、赘合键与物理氢键等作用在纳米水平上复合, 即相分离尺寸不得超过纳米数量级。
因而, 它与具有较大微相尺寸的传统的复合材料在结构和性能上有明显的区别, 近些年已成为聚合物化学和物理、物理化学和材料科学等多门学科交叉的前沿领域, 受到各国科学家和政府的重视。
2.纳米无机复合材料相关应用与发展
材料性能与组织结构有密切关系。
与其他材料相比,纳米复合材料的物相之间有更加明显并呈规律变化的几何排列与空间结构属性,因此聚合物基纳米复合材料具有灵活的结构可设计性及优于一般传统复合材料的特性,在许多领域有着广泛的应用前景。
2.1吸波材料
根据目前吸波材料的发展现状,一种类型的材料很难满足日益提高的隐身技术提出的“薄、宽、轻、强”的综合要求[3 ] ,采用质量轻的有机聚合物作基体,无机吸收剂作客体进行多元复合制备吸波材料就成了必然趋势。
另外,具有共轭电子体系结构,通过掺杂而成的导电聚合物(如聚乙炔、聚苯胺、聚苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩) 本身就有较好的微波吸收性能,一些聚合物还具有红外活性或红外特征吸收带[4 ,5 ] ,利于红外吸波。
聚合物基纳米无机复合材料可以方便地调节复合物的电磁参数,以达到阻抗匹配的要求,且价廉。
美国F117 飞机蒙皮上的隐身材料就含有多种超微粒子,它们对不同频段的电磁波有强烈的吸收能力[6] 。
2.2增强增韧材料
通过共混、原位聚合、辐射聚合等方法得到的纳米无机复合材料, 可以获得较高的高分子强度、模量等性能。
任杰[7]等用种不同粒径的纳米。
粒子增韧合金体系时发现基材韧性适当时粒径为吸。
一的纳米的用量、的用量时, 共混体系的综合力学性能最佳即在抗冲击强度达到最大值的同时, 拉伸强度变化不大, 而且该配比体系的塑化性能得到显著改善, 塑化时间明显缩短。
无机纳米粒子对通用塑料的增强和增韧可以实现通用塑料的高性能化和低成本化。
2.3包装材料
聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的阻隔性能比纯高聚物及一般共混物都有显著提高, 可用于包装领域或制作各种容器、油箱、啤酒瓶等。
如中国科学院化学所的漆宗能和燕山聚酷厂合作, 己将纳米复合材料制备成啤酒瓶是我国第一批产业化的聚合物粘土纳米复合材料产品。
2.4导电材料
在层状无机物中嵌入导电聚合物,可制得导电或半导电材料。
聚苯胺、聚吡咯嵌入层状粘土中,可形成金属绝缘体纳米复合材料,其导电性具有很高的各向异性。
聚环氧乙烷/ 粘土纳米复合材料中,片层物阻碍了聚合物三维结晶,提高了电解质导电性,可做
成电极材料。
2.5储能材料
将纳米氧化物粉体与导电高聚物复合制备复合材料,是控制并利用其电化学活性的
有效方法之一。
多氧酸金属盐是分子无机化学的传统研究对象,其规整的结构、可逆的多电子电化学反应性能以及光电化学性能,使其成为结构型与功能型纳米氧化物的典
范[8] 。
Gomez Romero 等将导电PAN 与纳米级多氧酸金属盐[ H3 ( PMo12O40 ) ]复合得到的纳米复合材料制成了具有优异储能性能的固态电化学电容器[9] ,这种纳米
复合材料杂化膜所表现出来的优异储电性能已经引起了人们的极大兴趣。
相信通过控制此复合杂化膜材料中纳米级多氧酸金属盐的电化学活性及PAN 的氧化掺杂程度,来
调节电容器的电化学性能,有望获得具有实际应用价值的新型优异储能材料。
2.6 阻燃材料
20 世纪80 年代末及90 年代初兴起的聚合物/无机物纳米复合材料开辟了阻燃高
分子材料的新途径,被一些国外文献誉为塑料阻燃技术的革命[8] 。
当其中无机物组
分质量分数为5 %～10 %时,由于纳米材料极大的比表面积而产生的一系列效应,使这
类材料的耐热性和阻燃性大为提高[10 ] 。
因此,以聚合物/ 无机物纳米复合材料作
为阻燃材料,不仅有可能达到很多使用场所要求的阻燃等级,且能保持甚至改善聚合
物基材的原有优异性能。
目前研究最多且最有希望工业化生产的这类纳米复合材料是聚合物/ 层状硅酸盐(LS) 复合材料[11 ] 。
欧育湘介绍了顺丁烯二酸酐接枝聚丙烯( PPgMA) / LS 纳米复合材料及PS/ LS 纳米复合材料的阻燃性能,并简述了其制备方法及结构特征[12 ] 。
3.应用前景展望
聚合物基有机一无机纳米复合材料中无机物含量可控, 重量轻能开发出高性能
的工程塑料、复合纤维, 便于加工, 适于作耐磨及结构材料, 如交通工具、飞机部件、建筑材料、织物热稳定性好, 加上它特殊的形态结构和优异的力学性能, 可用来制作一些隔热部件阻隔性能比纯聚合物及一般共混物都有显著提高, 以及其各向异性的
特点, 可用于包装领域, 制备具有良好的选择透气性阻隔性的材料, 还可用于制造
各种容器、油箱及薄膜等。
某些生物类物质, 如蛋白质,可封存到孔状的卜玻璃中, 形成生物凝胶体, 以控制生物反应, 在生物技术、酶工程中大有用处将粘土分散于环氧
中制成涂料, 在韧性、对水的阻隔性上都会有所改善, 粘土的片状结构还有可能使涂层的光学性能发生变化, 从而得到新型涂料其特殊的阻燃性可以满足建筑行业包括内装修、石油化工、天然气贮存等领域对高性能阻嫩材料的迫切需要优异的光学性能, 使得聚合物基有机一无机纳米复合材料在光学尤其是非线性光学领域大有用武之地。
结语
目前, 纳米复合材料的研究与开发还处于起步阶段, 有待进一步的理论研究。
但我们坚信，聚合物基纳米无机复合材料未来将会在更多的领域中发挥更多的作用。
[ 1 ]杨勇,朱子康,漆宗能.有机-无机纳米复合材料的研究进展[J ].上海交通大学学报,1998 , (9) :130～133.
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[12 ] 欧育湘,吴俊浩,王建荣. 新一代潜在阻燃高分子材料———聚合物/ 无机物纳米复合材料[J ] . 中国工程科学,2001 ,3 (2) :86～90.
·14
·
化学工业与工程技术2004年第
25卷第
6期。