高分子复合材料的性能特点
高分子纤维复合材料的制备及其力学性能分析研究
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高分子纤维复合材料的制备及其力学性能分析研究高分子纤维复合材料是一种经过特殊处理与混合而成的高强度复合材料。
它将高分子材料和聚合物纤维合成一体,从而具有了良好的力学性能和物理化学性质。
本篇文章将介绍高分子纤维复合材料的制备过程及其力学性能分析研究。
一、高分子纤维复合材料的制备过程高分子纤维复合材料的制备过程主要包括以下几个步骤:1.材料准备:选用适当的高分子材料和聚合物纤维,进行预处理,使其成为复合材料的适宜原料。
2.混合:将高分子材料和聚合物纤维混合均匀,使其成为均匀的混合材料。
3.成型:利用成型设备将混合材料塑成所需的形状和尺寸,成型方式有注塑、挤出、压缩成型等多种。
4.固化:将成型后的制品进行固化,加快交联反应,增强其力学性能和物理化学性质。
通过以上步骤,高分子纤维复合材料就制备完成了。
二、高分子纤维复合材料的力学性能分析研究高分子纤维复合材料在制备过程中需要注意力学性能的要求,从而保证其使用时具有足够的强度和韧性。
力学性能分析研究对于确定材料的力学特性、制定生产标准和改进生产工艺具有重要意义。
1.拉伸性能分析拉伸性能是衡量高分子纤维复合材料强度的主要指标之一。
拉伸强度主要与纤维的强度、弹性模量有关。
同时,拉伸过程中断裂形态也能够反映材料的韧性。
实验方法为利用拉伸试验机进行拉伸实验,并分析其拉伸强度、极限伸长率等指标。
拉伸性能的研究可以为材料的强度理论计算和优化提供参考依据。
2.吸水性能分析高分子纤维复合材料吸水性能的优劣直接影响复合材料使用的寿命。
材料吸水后,其力学性能会发生变化,因此需要对吸水性能进行研究。
实验方法为将样品置于水中浸泡一定时间后取出,通过重量差计算吸水率。
同时观察吸水后样品的形变、破坏等现象,分析吸水过程中的物理化学变化。
3.热稳定性分析高分子纤维复合材料的热稳定性能影响其在高温环境中的使用寿命。
需要分析其热降解特性、玻璃化转变温度等指标。
实验方法为通过热分析仪对高分子纤维复合材料进行热重分析、差热分析等,观察其热分解规律和热降解温度等指标。
高分子复合材料在航天领域的应用研究
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高分子复合材料在航天领域的应用研究导言航天工程是人类追求科技进步和探索未知的重要途径之一。
作为航天领域的重要组成部分,材料科学的发展对于提升航天工程的性能和可靠性起着至关重要的作用。
高分子复合材料以其优异的物理性能和化学特性,成为了航天领域的首选材料之一。
本文将探讨其在航天领域的应用研究以及未来的发展趋势。
第一章高分子复合材料的基本概述1.1 高分子复合材料的定义高分子复合材料是由高分子基体和增强材料(如纤维、颗粒等)组成的材料。
高分子基体是指具有高分子结构的聚合物,增强材料则是在基体中起到增强作用的材料。
高分子复合材料具有轻质、高强度、高耐热、耐腐蚀等优点,被广泛应用于航天工程中。
1.2 高分子复合材料的特点高分子复合材料具有多样的物化性能,适应了航天领域对材料的多方面需求。
其独特的特点包括:- 轻质高强度:由于增强材料的加入,高分子复合材料具有优异的强度-重量比。
这使得航天器的负载能力更高,且重量更轻。
- 耐高温、耐低温性能:高分子复合材料具有较低的热膨胀系数和良好的热稳定性,能够在极端温度条件下保持其性能稳定。
- 耐腐蚀性:高分子复合材料对酸、碱、盐等腐蚀物质具有良好的抵抗能力,可以保护航天器不受外界环境的损害。
第二章高分子复合材料在航天领域的应用2.1 航天器结构件高分子复合材料在航天器的结构件中有着广泛的应用。
例如,航天器外壳、机翼、蒙皮等结构件可以采用高分子复合材料制造,以提高航天器的强度和耐热性能。
同时,高分子复合材料的轻质特性可以降低航天器总体重量,提高整体性能。
2.2 航天器隔热材料由于在航天过程中面临极端的温度条件,航天器的隔热材料对于保护其内部设备的正常运作至关重要。
高分子复合材料具有良好的隔热性能,因此被广泛应用于航天器的隔热材料中。
例如,碳纤维复合材料能够有效降低热量传导,保护航天器免受高温的影响。
2.3 航天器绝缘材料在航天器中,电子设备的正常运行需要有良好的电气绝缘材料。
高分子复合材料的研究和应用
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高分子复合材料的研究和应用随着科技的不断进步,高分子复合材料在各个领域中应用越来越广泛。
高分子复合材料是由高分子基质和多种纤维增强材料、无机材料等加工制成的材料。
这种材料的优点是具有潜在的机械性能、耐腐蚀性能、热稳定性能、振动耐受性能等,因此在汽车、飞机、船舶、纺织、建筑、医疗、电子、环境保护、水净化等领域得到广泛应用。
本文将简要介绍高分子复合材料的种类、特点以及应用。
高分子复合材料种类高分子复合材料包括热固性塑料增强材料、热塑性塑料增强材料、橡胶增强材料、粘结增强材料、纤维增强材料等。
其中,纤维增强材料是最常见和应用最广泛的。
常见的纤维增强材料有碳纤维、玻璃纤维、芳纶等。
碳纤维的强度和模量比钢铁更高,因此在航空航天和赛车等领域中得到广泛应用。
采用碳纤维增强材料制造的飞机和赛车,能减轻重量,提高速度和性能。
玻璃纤维的使用范围更广泛。
它是一种低成本的增强材料,具有优异的生物相容性和化学稳定性。
采用玻璃纤维制成的船舶、管道和储罐等能够耐受海水、化学物质等环境的腐蚀和侵蚀。
芳纶是一种聚酰亚胺纤维,具有高强度和高温稳定性能。
采用芳纶增强材料制成的防弹衣、防火服、高温设备等能够保护人员和设备的安全。
高分子复合材料特点高分子复合材料的特点主要体现在以下几个方面:1.轻质:高分子复合材料具有较低的密度,比金属轻。
2.高强度:由于增强材料的加入,高分子复合材料的强度比单一高分子材料高数倍。
3.耐腐蚀性:高分子复合材料在酸碱、盐水等环境下有较强的耐腐蚀性。
4.耐磨性:高分子复合材料具有良好的耐磨性,适用于易磨损的物品。
5.耐高低温性:高分子复合材料在高温和低温环境下也能保持高强度和稳定性。
高分子复合材料应用高分子复合材料在各个领域中广泛应用。
以汽车工业为例,高分子复合材料可以用于车身和车架的制造,比常规钢铁结构减轻60%的重量,减少了燃料消耗和废气排放,同时提高了车身的刚性和安全性。
在医疗领域,高分子复合材料可以用于制造人工器官、骨骼修复材料等,这些材料具有生物相容性,可以更好的适应人体环境。
最新-高分子纳米复合材料
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三、共混法
共混法是最简单、最常见的高分子复合材料制备方法,是指 将纳米粉料与高分子基体材料进行熔融共混或溶液共混,得到纳 米粉料在基体中均匀分布的高分子复合材料,采用这种方法既可 以制备三维结构(0-3型)的复合材料,也可以制备二维(0-2 型)的膜型复合材料。 1、共混法类型
按照共混方式不同,共混法有以下几种类型: ①、溶液共混法
2、纳米复合材料的制备 ①、 纳米颗粒增强复合材料的制备方法有机械合金化、非平
衡合金固态分解、溶胶-凝胶法、气相沉积法、快速凝固法、晶晶 化法、深度塑性种途径来制备。一是通过沉 积形成的各组分非晶混合体系,再经过热处理使其发生化学反应 或热力学分散过程,得到纳米颗粒分散的复合膜。二是通过各组 分的直接共同沉积形成。
除了上面介绍的三类方法常用于高分子纳米复合材料制备以 外,以下几种方法也在某些特殊场合作为纳米复合材料的制备方 法。 1、LB膜复合法
LB膜是利用分子在界面间的相互作用,人为地建立起来的特 殊分子有序体系,是分子水平上的有序组装体。
采用LB膜技术主要被用来制备0-2型纳米复合材料,即高分子 纳米复合膜。 2、模板合成法
2、小尺寸效应 当颗粒小至纳米尺寸时,所引起的宏观物理性质的变化称为
纳米小尺寸效应。纳米小尺寸效应主要反映在熔点、磁学、电 学和光学性能等方面均与大尺寸同类材料明显不同。 3、量子尺寸效应
当颗粒状材料的尺寸小至纳米尺寸时,其电子能级由连续转 变为量子化(最高占据分子轨道和最低空轨道,使能隙变宽,出 现能级的量子化)。这时,纳米材料电子能级之间的间距,随着 颗粒尺寸的减小而增大。当能级间距大于热能、光子能、静电能 以及磁能等的能量时,就会出现一系列与块体材料截然不同的反 常特性,这种效应称之为纳米量子尺寸效应。
高分子合成材料范文
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高分子合成材料范文高分子合成材料是一种由化学合成而成的大分子化合物,通常具有高分子量、高强度和高导电性等特点。
高分子合成材料广泛应用于各个领域,如塑料、橡胶、纤维、涂料、胶黏剂等。
在本篇文章中,将会探讨高分子合成材料的特点、分类以及应用领域。
1.高分子量:高分子合成材料的分子量通常在10^4-10^6之间,因此具有较高的物理强度和化学稳定性。
2.可塑性:高分子合成材料具有较好的塑性,可以通过热加工、注塑等方法加工成不同形状的制品。
3.耐磨性:高分子合成材料通常具有较好的耐磨性能,可以用于制造耐磨部件,如轮胎、刷子等。
4.耐化学性:高分子合成材料通常具有较好的耐化学性,不易受到化学药品的侵蚀。
1.聚合物:聚合物是一种由同种或不同种化学单体通过聚合反应合成的高分子化合物,可以进一步分为塑料和橡胶。
塑料是一种具有可塑性的高分子合成材料,可以根据聚合单体的不同特性,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等分类。
橡胶是一种具有高弹性的高分子合成材料,可以根据其硬度和化学结构的不同,如天然橡胶、丁苯橡胶等。
2.高分子复合材料:高分子复合材料由高分子基质和增强材料组成,可以提高材料的力学性能。
常见的高分子复合材料包括聚合物基复合材料、纳米复合材料和纤维增强复合材料等。
3.高分子溶液:高分子溶液是指高分子化合物在溶剂中形成的溶液。
通过调整高分子溶液的浓度、溶剂的种类和温度等条件,可以使其具有不同的性质和应用前景。
1.医疗领域:高分子合成材料被广泛用于医疗器械的制造,如医用塑料制品、人工骨骼和人工器官等。
此外,高分子合成材料还被用于制造药物缓释系统和生物医学材料。
2.电子领域:高分子合成材料被广泛应用于电子器件的制造,如电子电缆、绝缘材料和电子芯片等。
3.环保领域:高分子合成材料被广泛应用于环保材料的研发和生产,如可降解塑料和水处理材料等。
4.能源领域:高分子合成材料被应用于太阳能电池板、燃料电池和锂离子电池等能源领域。
总之,高分子合成材料具有高分子量、可塑性、耐磨性和耐化学性等特点,广泛应用于医疗、电子、环保和能源等领域。
高分子复合材料
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高分子复合材料姓名:顾大伟学号:5091109012 班级:F09110011.简述聚合物复合混凝土材料。
混凝土聚合物复合材料是利用水泥混凝土的制造方法和施工技术与高分子材料有效结合而产生的一种新型材料。
用于水泥混凝土改性的聚合物种类很多,对水泥混凝土进行改性的具体工艺也多种多样,最终获得的改性水泥混凝土主要有三种:(1)聚合物混凝土或树脂混凝土(PC);(2)聚合物浸渍混凝土(PIC);(3)聚合物改性水泥混凝土(PMC)。
(1)聚合物混凝土或树脂混凝土(PC)聚合物混凝土是指在集料中加入一种或几种树脂(或单体)作为粘合剂,在固化剂的作用下经聚合反应即为聚合物混凝土。
Ⅰ.聚合物混凝土原材料:包括粘合剂、集料、填料和其他材料等。
A.粘合剂聚合物混凝土制造中采用的粘合剂种类很多,参见表1。
粘合剂中以不饱和聚酯树脂的价格较低,对聚合物混凝土的固化控制较容易;采用MMA时,由于粘度低,聚合物混凝土的工作度好,施工方便,其低温(-22℃)固化性能较优。
B.集料聚合物混凝土中采用的集料有河砂、碎石、河砾石和人造轻骨料等。
日本通常要求集料的含水率<0.5%,美国的一些规范要求<1%,否则应进行电热强制干燥。
C.填料用以改善聚合物混凝土的流动性,防止离析,并可提高其表面硬度。
填料一般粒径为1~30微米。
常用填料有:重质碳酸钙(日本多采用,但耐酸工程中不能用)、硅灰、粉煤灰和矿渣粉等。
使用的填料要求干燥。
D.其他材料聚合物混凝土中要掺入相应的固化剂或固化促进剂,以控制混凝土的固化时间和施工时间。
掺入偶联剂以提高粘合剂和集料界面间的粘结力,改善聚合物混凝土的耐久性并提高强度;掺入某种颜料以获得特殊的色彩效果。
为了提高聚合物混凝土的性能,也可在聚合物混凝土中配备或掺入补强材料,如圆钢、预应力钢筋、玻璃纤维强化塑料棒材、钢纤维、聚酰胺纤维等。
图1.日本聚合物混凝土、砂浆用聚合物粘合剂或液体树脂的分类Ⅱ聚合物混凝土性能:聚合物混凝土的强度和其粘合剂、集料等的性能及配比关系很大。
高分子复合材料
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高分子复合材料
高分子复合材料是一种由两种或两种以上的材料组成的复合材料,其中至少一种是高分子材料。
高分子复合材料具有优异的性能和广泛的应用领域,因此备受关注。
首先,高分子复合材料具有优异的力学性能。
由于高分子材料的特殊结构和化学键的存在,高分子复合材料通常具有较高的强度和韧性,能够承受较大的外部载荷,因此在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
其次,高分子复合材料具有良好的耐腐蚀性能。
高分子材料通常具有较好的耐腐蚀性,能够抵抗酸碱、盐水等介质的侵蚀,因此在海洋工程、化工设备等领域有着重要的应用。
此外,高分子复合材料还具有较低的密度和良好的绝缘性能。
由于高分子材料本身的低密度特性,高分子复合材料通常具有较轻的重量,能够降低结构的自重,因此在航空航天、轻量化制造等领域有着广泛的应用。
同时,高分子复合材料还具有良好的绝缘性能,能够有效地隔离电、热等能量传递,因此在电子电气、建筑材料等领域有着重要的应用。
总的来说,高分子复合材料具有优异的力学性能、良好的耐腐蚀性能、较低的密度和良好的绝缘性能,因此在航空航天、汽车制造、海洋工程、化工设备、电子电气、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步,高分子复合材料的研究和应用将会得到进一步的推广和发展,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
高分子纳米复合材料
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高分子纳米复合材料
高分子纳米复合材料是一种由高分子材料与纳米材料混合而成的新型材料,具有优异的性能和广泛的应用前景。
在高分子基体中加入纳米填料,可以显著改善高分子材料的力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等,使其具有更广泛的应用领域。
首先,高分子纳米复合材料在力学性能上表现出色。
由于纳米填料的加入,高分子基体的强度、刚度和韧性得到了显著提高。
例如,碳纳米管、纳米粒子等纳米填料的加入可以大大增强高分子材料的拉伸强度和弯曲强度,提高其耐磨性和耐疲劳性,使其在工程结构材料中得到广泛应用。
其次,高分子纳米复合材料在热学性能上也有显著的改进。
纳米填料的加入可以有效提高高分子材料的热稳定性和热导率,使其在高温环境下仍能保持良好的性能。
例如,氧化铝纳米粒子的加入可以显著提高高分子材料的热导率,使其在电子器件散热材料中得到广泛应用。
此外,高分子纳米复合材料在电学性能和光学性能上也表现出色。
纳米填料的加入可以提高高分子材料的导电性能和光学透明性,使其在电子器件、光学器件等领域有着广泛的应用前景。
例如,碳纳米管的加入可以显著提高高分子材料的导电性能,使其在导电材料中得到广泛应用。
总的来说,高分子纳米复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景,其在力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等方面都有显著的改进。
随着纳米技术的不断发展,高分子纳米复合材料必将在材料领域中发挥越来越重要的作用,为各个领域的发展提供更加优异的材料支撑。
高分子复合材料的生产工艺与性能测试
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高分子复合材料的生产工艺与性能测试高分子复合材料是由两种或多种以上的材料通过一定的物理或化学方法组合而成的材料,其获得了优异的性能,比如高强度、高刚度、防腐性、抗冲击性等,广泛应用在各行各业中。
本文将从生产工艺和性能测试两方面详细介绍高分子复合材料的特点和应用。
一、高分子复合材料的生产工艺高分子复合材料的生产工艺主要分为两种:物理混合和化学反应。
物理混合是将两种或多种材料直接混合,形成复合材料。
化学反应是指两种或多种原料经过化学反应后,形成新的复合材料。
1. 物理混合物理混合法是把两种或多种塑料进行混合,使用机械液体混合机械设备将材料进行混合,使它们充分融合。
在物理混合过程中,通常会在材料中添加一些添加剂,比如增塑剂、着色剂、阻燃剂等,以满足不同的要求。
2. 化学反应化学反应可以产生更为稳定的化学结构,并且具有更高的强度,更好的抗氧化和抗皱化能力。
一般来说,化学反应生产的复合材料需要一定的时间来完成化学反应,并且需要一定的工艺水平才能成功。
在实际生产中,化学反应生产的复合材料具有更高的成本和工艺要求,通常应用于高端产品的生产中。
而物理混合生产的复合材料则可以广泛应用于各个领域,从建筑材料到包装产品。
无论哪种生产方法,都需要一定的工艺技能和质量控制步骤。
二、高分子复合材料的性能测试高分子复合材料的性能测试通常包括物理性能、化学性质、热学性质、力学性能等多个方面。
1. 物理性能物理性能测试通常包括密度、吸水率、线膨胀系数、温度变化系数、热线缩合系数等。
密度是指材料重量与材料体积之比,吸水率是指材料吸收水分后重量变化率。
线膨胀系数是材料的热膨胀与温度之间的关系,温度变化系数是材料热输出与温度变化之间的关系,热线缩合系数是材料在高温环境下的热收缩程度。
2. 化学性质化学性质测试通常包括化学稳定性、耐酸碱性、耐溶解性等指标,这些指标可以反映出材料的化学反应与其他物质的化学反应程度。
3. 热学性质热学性质指的是材料在高温环境下的稳定性、燃烧性、热传导性等。
高分子复合材料的制备及性能研究
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高分子复合材料的制备及性能研究高分子复合材料是由高分子材料与其他物质(如纤维增强材料、填充物等)混合制备而成的一种新型材料。
其具有很强的韧性、刚性和耐磨性等性能,在各个领域都有广泛的应用。
本文将从制备方法和性能研究两方面探讨高分子复合材料的相关内容。
一、制备方法高分子复合材料的制备方法多种多样,常见的包括溶液法、热压法、挤出法和共混法等。
其中,溶液法是最常用的一种制备方法。
首先将高分子材料和其他添加剂(如纤维增强材料、填充物等)溶解在适当的溶剂中,制备成溶液。
然后将溶液倒入模具中,通过蒸发溶剂使溶液凝胶化,最后将凝胶进行热处理,得到高分子复合材料。
此外,热压法也是制备高分子复合材料常用的方法之一。
在这种方法下,高分子材料和其他添加剂在高温高压下经过热压而形成。
热压法制备的高分子复合材料具有较高的密度和较好的机械性能,适用于一些对材料密度要求较高的领域。
挤出法是一种较为简便的制备方法。
通过将高分子材料与其他添加剂在一定温度下混合熔融,然后将熔融物通过挤出机进行挤出而制备成型。
挤出法制备的高分子复合材料表面光滑,密度均匀,广泛应用于塑料制品的制备中。
共混法是将高分子材料与其他添加剂通过机械混合等方式进行制备。
与传统的填充法相比,共混法不需要对添加剂进行表面处理,简化了制备工艺,提高了生产效率。
共混法制备的高分子复合材料具有较好的加工性能和良好的力学性能。
二、性能研究高分子复合材料的性能研究是评价其优劣的关键,常见的性能指标包括力学性能、热学性能和电学性能等。
力学性能是高分子复合材料最基本的性能之一,包括强度、韧性、刚度等。
强度是指材料抵抗外力破坏的能力,韧性是指材料在受力下发生塑性变形并能恢复原状的能力,刚度是指材料抵抗形变的能力。
研究人员通过拉伸、压缩、弯曲等实验研究高分子复合材料的力学性能,并通过测试仪器得到相关数据进行分析。
热学性能是指材料在高温下的性能表现,包括热稳定性、热导率和膨胀系数等。
复合型导电高分子
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复合型导电高分子复合型导电高分子是一种具有导电性能和多功能性的材料。
它可以在电子器件、传感器、能源存储和转换等领域中发挥重要作用。
本文将从复合型导电高分子的定义、制备方法、应用领域和未来发展等方面进行探讨。
一、复合型导电高分子的定义复合型导电高分子是将导电材料与高分子材料进行复合,形成具有导电性能的复合材料。
导电材料可以是导电聚合物、金属纳米粒子、碳纳米管等,高分子材料可以是聚合物树脂、聚合物薄膜等。
复合型导电高分子具有高导电性、良好的机械性能和化学稳定性等特点,同时还保持了高分子材料的可塑性和可加工性。
制备复合型导电高分子的方法有多种,常用的包括物理混合法、化学还原法和电化学合成法。
物理混合法是将导电材料和高分子材料直接混合,形成复合材料。
化学还原法是通过化学反应将导电材料还原到高分子材料中,生成复合型导电高分子。
电化学合成法是利用电化学方法在高分子材料表面沉积导电材料,形成导电层。
三、复合型导电高分子的应用领域复合型导电高分子在电子器件领域具有广泛应用。
它可以作为导电层、电极材料和电池材料,用于制备柔性电子器件、有机太阳能电池和超级电容器等。
在传感器领域,复合型导电高分子可以用于制备高灵敏度的压力传感器、湿度传感器和生物传感器等。
此外,复合型导电高分子还可以用于制备导电聚合物纤维、导电涂层和导电胶粘剂等。
四、复合型导电高分子的未来发展随着科学技术的不断进步,复合型导电高分子材料的性能将不断提升。
未来的发展方向主要包括提高导电性能、改善机械性能和优化加工性能。
一方面,可以通过控制导电材料的形貌和分散性,提高复合材料的导电性能。
另一方面,可以通过调控高分子材料的结构和交联度,改善复合材料的机械性能和热稳定性。
此外,还可以开发具有特殊功能的复合型导电高分子,如自修复、自感应和可光调控等。
复合型导电高分子是一种具有导电性能和多功能性的材料。
它具有广阔的应用前景,在电子器件、传感器、能源存储和转换等领域中具有重要的作用。
高分子材料的表征和性能分析
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高分子材料的表征和性能分析高分子材料是一种复合材料,它具有很高的强度和可塑性。
它们被广泛应用于各种领域,如医疗、汽车和航空航天等。
因此,对高分子材料的表征和性能分析非常重要。
一、高分子材料的表征高分子材料的表征是指对高分子材料进行物理、化学和结构等性质的分析。
这些性质可以通过一系列的技术手段进行分析和测试。
以下是几种常用的高分子材料表征技术。
1. X射线衍射技术X射线衍射技术可以用来分析高分子材料的晶体结构和分子排列。
在X射线衍射技术中,X射线通过材料,并与材料中的原子和电子相互作用。
这些相互作用导致了衍射模式的产生。
该技术可以确定高分子材料的晶体结构和分子排列方式,以及材料的结晶度、晶体大小和形态等重要信息。
2. 热分析技术热分析技术可以用来确定高分子材料的热性质,如玻璃化转变温度、热稳定性和热分解温度等。
这些性质对于高分子材料的应用十分重要。
热分析技术包括差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)和动态机械热分析法(DMA)等。
3. 光谱学技术光谱学技术可以用来分析高分子材料的结构和组成。
其中最常用的技术是傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)和拉曼光谱技术。
这些技术可以提供高分子材料的分子结构、官能团和原子组成等信息。
4. 光学显微镜技术光学显微镜技术可以用来观察高分子材料的表面形态和微观结构。
这些技术包括普通光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等。
这些技术可以提供高分子材料的表面形貌、尺寸和形态等信息。
二、高分子材料的性能分析高分子材料的性能分析主要包括力学性能、热性能和电性能等。
这些性能可以通过一系列测试和分析方法来进行评估。
1. 力学性能分析力学性能分析是对高分子材料的强度、刚度、延伸能力和韧性等性能的评估。
其中最常用的技术是拉伸试验、压缩试验、弯曲试验和冲击试验等。
通过这些试验可以确定高分子材料的拉伸模量、弹性模量、断裂强度、断裂伸长和吸收能力等性能。
氟化碳纳米管 有机高分子 电极材料
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氟化碳纳米管是一种特殊的碳纳米管,具有优良的电子传输性能和化学稳定性。
近年来,科学家们发现将氟化碳纳米管与有机高分子结合可以制备出具有优异电化学性能的电极材料。
本文将从氟化碳纳米管和有机高分子的基本特性、氟化碳纳米管-有机高分子复合材料的制备方法和性能特点以及其应用领域等方面进行探讨。
一、氟化碳纳米管的基本特性(一)氟化碳纳米管的结构氟化碳纳米管是在碳纳米管表面经过氟化处理后形成的一种新型材料。
它具有类似碳纳米管的结构,但表面覆盖有氟原子,使其具有更好的化学稳定性和电子亲和性。
氟化碳纳米管不仅具有碳纳米管的优良电子传输性能,还具有更好的抗氧化性能和化学稳定性。
(二)氟化碳纳米管的电化学性能由于氟化碳纳米管表面的氟原子能够吸附氧化物,因此氟化碳纳米管具有优异的电化学性能。
它能够提供更多的活性位点,有利于电子传输,因此在电极材料中具有重要的应用价值。
二、有机高分子的基本特性(一)有机高分子的结构有机高分子是由大量重复单体经过共价键连接而成的高分子化合物。
它具有丰富的官能团和多样的结构,可以通过化学修饰和功能化改变其性能。
(二)有机高分子的电化学性能有机高分子具有较好的电子传输性能和导电性能。
通过对其结构进行合理设计和功能化改性,可以调控其电化学性能,使其具有更好的应用性能。
三、氟化碳纳米管-有机高分子复合材料的制备方法与性能特点(一)制备方法目前,制备氟化碳纳米管-有机高分子复合材料的方法主要包括物理混合法、化学修饰法和原位聚合法等。
其中,化学修饰法是一种较为常用的方法,通过对氟化碳纳米管和有机高分子进行表面修饰和功能化处理,使其相互之间发生作用,形成复合材料。
(二)性能特点氟化碳纳米管-有机高分子复合材料具有较好的电化学性能和导电性能。
由于氟化碳纳米管和有机高分子之间的协同作用,复合材料具有更大的比表面积和更好的电子传输路径,能够提高电极材料的充放电性能和循环稳定性。
四、氟化碳纳米管-有机高分子复合材料的应用前景由于氟化碳纳米管-有机高分子复合材料具有优异的电化学性能和导电性能,因此在电化学传感器、锂离子电池、超级电容器和储能器件等领域具有广阔的应用前景。
高分子复合材料的阻尼性能研究
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高分子复合材料的阻尼性能研究阻尼性能是高分子复合材料中一个重要的性能指标,对于材料的应用和性能表现起着至关重要的作用。
阻尼性能指的是材料在受到外力作用后,其对振动或冲击的吸收能力和抑制能力。
通过研究和优化高分子复合材料的阻尼性能,可以为工程领域中的结构设计和材料选择提供重要参考。
阻尼性能的研究需要考虑多个因素,包括材料的结构、基体性能以及添加剂的类型和浓度等。
在高分子复合材料中,一般通过添加填料或改变分子结构来改善阻尼性能。
填料的类型可以是纳米填料、微米填料或纤维填料等。
纳米填料因其具有较大的比表面积和界面效应,对提升材料的力学性能和阻尼性能具有独特的作用。
而微米填料则可以通过填充效应来改善材料的刚度和阻尼性能。
此外,纤维填料还可以通过增加材料的内摩擦和分散冲击能量来提高阻尼性能。
除了填料的选择外,高分子材料的分子结构和基体性能也对阻尼性能起着重要的影响。
高分子材料的分子量和拉链层结构会影响其力学性能和阻尼性能。
较高的分子量一般会使材料具有较好的拉伸性能和耐冲击性能,但是可能会降低材料的阻尼性能。
因此,在设计高分子复合材料时,需要根据具体的应用要求权衡不同因素,以获得较好的阻尼性能。
高分子复合材料的阻尼性能研究包括实验研究和模拟仿真两个方面。
实验研究可以通过制备样品进行拉伸、冲击或振动实验来评估材料的阻尼性能。
实验方法通常包括动态力学分析、冲击实验和模态分析等。
动态力学分析可以通过施加动态载荷并测量材料的应变和应力来评估材料的阻尼性能。
冲击实验可以通过模拟实际工况下的冲击负荷来评价材料的能量吸收能力。
而模态分析则可以利用振动试验来研究材料的阻尼能力以及阻尼效果。
另一方面,模拟仿真方法可以通过数值模拟来预测高分子复合材料的阻尼性能。
数值模拟方法包括有限元方法、计算流体动力学和分子模拟等。
有限元方法可以通过建立材料的数学模型,通过求解得到材料在不同工况下的应变和应力分布,从而预测阻尼性能。
计算流体动力学可以模拟材料在流体中的行为,从而预测振动和冲击时的阻尼效果。
高分子材料的力学性能
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(4)交联:适度的交联可以有效地增加分子链之间的联系,限
制分子链间的相对滑移及分子链的活动性,有利于强度的提高;
(交联反应:2个或者更多的分子相互键合交联成网络结构的较稳定分 子的反应。)
高分子材料的力学性能
(5)结晶和取向:结晶和取向可使分子链规整排列,分子间
影响抗拉强度的因素:
凡是有利于提高材料的弹性模量、有利于增 加断裂过程的表面功和增加分子稳定性的因素, 都使材料的强度提高;
凡是使材料应力分布的不均匀性增加的因素, 都使材料的强度下降。
总的来说可以分为两类:一类是与材料本 身结构有关的内因,一类是与材料受力环境有 关的外因。
高分子材料的力学性能
一、内因的影响
4、共聚和共混:
➢通过共聚将两种性质不同的单体经化学键结合, 形成综合两种以上均聚物性能的新材料,提高材料 的抗拉强度。 ➢共混是通过物理方法使两种及以上材料均匀混合 的改性手段,从而提升高聚物的强度。
5、填料:
高分子材料的力学性能
在高聚物中加入固体填料可得到多相复合材料
根据其在复合材料中的使用目的分类: 惰性填料:起填充稀释以降低制品的成本的作用, 材料的强度随之降低
67
聚甲醛
增强
82
未增强
67
尼龙
增强
210
高分子材料的力学性能
二、受力环境的影响:
施力强度的大小 施力速度的快慢 施力时的温度高低
高分子材料的力学性能
长期强度:
在工程地质学上是指使蠕变类型由趋稳蠕变类型转变 为典型蠕变类型的临界应力。(趋稳蠕变又称稳定型蠕变。 岩体在恒定荷载作用下,岩土的变形随时间而增长,但增 长的速率随时间而递减,最后使变形趋于某一稳定值的蠕 变类型。)
高分子纳米复合材料的制备和性能评价
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高分子纳米复合材料的制备和性能评价高分子纳米复合材料是一种高性能、高强度、高稳定性的新型复合材料,其材料构成是由两种不同的材料相互作用形成的,一种是高分子材料,另一种则是纳米材料。
高分子材料的特点在于其分子量较大,具有很好的延展性和可塑性,而纳米材料则是指粒径在1-100纳米之间的物质,具有很好的高强度、高硬度、高比表面积等特性。
将两种材料相互作用,可以使得新型材料具有更加优异的性能。
高分子纳米复合材料的制备方式一般分为物理法和化学法两种。
其中,物理法是通过物理手段将纳米颗粒混合到高分子基质中,包括溶液混合法、熔融混合法、反应性熔融混合法等。
而化学法则是通过化学反应将纳米颗粒与高分子基质反应形成新的纳米复合材料,包括原位聚合法、疏水化合成法等。
高分子纳米复合材料具有许多良好的性能。
首先,在力学性能方面,高分子纳米复合材料具有较高的强度和韧性,表现在高强度、低蠕变、高弹性模量和高断裂韧性等方面。
其次,在导电性方面,高分子纳米复合材料具有高导电率和强对流现象,在载流子输运方面具有特殊的导电机制,可用于制备电子传感器和电子元件。
此外,在热稳定性、耐化学腐蚀性和耐磨性方面,高分子纳米复合材料都表现出了优秀的性能,这也使得它成为研究和应用的热点领域。
在高分子纳米复合材料的性能评价方面,需要考虑到几个关键因素。
首先是复合材料的力学性能,如强度、硬度、韧性等。
其次是电学性能,如导电率、介电强度等。
此外还包括材料的热性能和化学性能等,这些因素决定着高分子纳米复合材料的实际应用场景和性能。
总之,高分子纳米复合材料具有很好的性能和潜在应用价值。
通过不同的制备方法、调控材料构成和结构,可以得到更加理想的复合材料,为其未来在新型电子、信息、化学、材料等领域的广泛应用奠定了坚实的基础。
高分子材料的结构特点和性能
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高分子材料是由相对分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。
一般有机化合物的相对分子质量只有几十到几百,高分子化合物是通过小分子单体聚合而成的相对分子质量高达上万甚至上百万的聚合物。
巨大的分子质量赋予这类有机高分子以崭新的物理、化学性质:可以压延成膜;可以纺制成纤维;可以挤铸或模压成各种形状的构件;可以产生强大的粘结能力;可以产生巨大的弹性形变;并具有质轻、绝缘、高强、耐热、耐腐蚀、自润滑等许多独特的性能。
于是人们将它制成塑料、橡胶、纤维、复合材料、胶粘剂、涂料等一系列性能优异、丰富多彩的制品,使其成为当今工农业生产各部门、科学研究各领域、人类衣食住行各个环节不可缺少、无法替代的材料.高分子材料的性能是其内部结构和分子运动的具体反映。
掌握高分子材料的结构与性能的关系,为正确选择、合理使用高分子材料,改善现有高分子材料的性能,合成具有指定性能的高分子材料提供可靠的依据。
高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成,高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。
因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外,还具有许多特殊的结构特点。
高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。
链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态,所以链结构又可分为近程和远程结构。
近程结构属于化学结构,也称一级结构,包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。
远程结构是指分子的尺寸、形态,链的柔顺性以及分子在环境中的构象,也称二级结构.聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构,包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况,统称为三级结构.1。
近程结构(1)高分子链的组成高分子是链状结构,高分子链是由单体通过加聚或缩聚反应连接而成的链状分子.高分子链的组成是指构成大分子链的化学成分、结构单元的排列顺序、分子链的几何形状、高聚物分子质量及其分布。
高分子材料的性质与应用
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高分子材料的性质与应用高分子材料是一类具有特殊性质和广泛应用的材料,其特点是由大量重复单元构成的长链结构。
本文将对高分子材料的性质进行探讨,并介绍其在不同领域中的应用。
一、高分子材料的性质高分子材料具有以下几个主要性质。
1. 分子量大:高分子材料的分子量通常在几万至上百万之间,分子量越大,其物理性质越优异。
2. 高柔韧性:由于高分子材料的长链结构,使得其具有较高的柔韧性,能够承受较大的拉伸变形。
3. 高吸湿性:高分子材料的分子链中含有大量的极性基团,使其具有吸湿性。
这种性质使得高分子材料在一些特殊应用中具有优势,比如制作吸湿性材料。
4. 耐热性:高分子材料中的键结构稳定,使其在高温条件下能够保持较好的物理性能。
5. 耐化学性:高分子材料在一定程度上能够耐受化学物质的侵蚀,具有一定的耐酸碱性。
二、高分子材料的应用领域1. 塑料制品:高分子材料的一大应用领域就是制造各种塑料制品。
不同种类的高分子材料可以通过调控其化学结构和分子量来制备出不同性能的塑料制品,如聚乙烯、聚氯乙烯等。
2. 纤维材料:高分子材料可以通过纺丝、拉伸等工艺制造出各种纤维材料,具有良好的拉伸性和柔韧性。
这些纤维材料广泛应用于纺织、服装、建筑等领域。
3. 包装材料:高分子材料的耐化学性和吸湿性使其成为理想的包装材料。
用高分子制造的塑料薄膜可以用于食品、药品等包装领域,具有良好的密封性和保鲜效果。
4. 电子材料:高分子材料在电子领域中也有广泛的应用。
例如,聚酰亚胺材料具有优异的电绝缘性能,可用于制造印制线路板等电子元件。
5. 医疗材料:高分子材料在医疗领域中具有很好的应用前景。
生物相容性好、可降解的高分子材料在医疗器械、组织工程等方面有广泛的应用。
6. 高分子复合材料:高分子材料与其他材料的复合可以产生更加优异的性能。
高分子复合材料广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域,用以制造轻量化、高强度的结构材料。
总结:高分子材料具有独特的性质和广泛的应用领域。
高分子复合材料的性能及结构研究
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高分子复合材料的性能及结构研究高分子复合材料是一类新型材料,具有许多优良的物理、化学和机械性能,被广泛应用于航空航天、交通运输、电力电子、建筑装饰等领域。
本文将从高分子复合材料的性能和结构角度对这一材料进行探讨。
一、高分子复合材料的性能高分子复合材料具有以下优良的物理、化学和机械性能:1.优异的机械性能高分子复合材料具有优异的强度和刚度,拥有比金属材料更轻的重量,同时具有比钢铝等金属材料更高的强度和刚度。
这使得高分子复合材料在航空航天、汽车、高速轨道、建筑结构等领域得到广泛应用,并成为新一代材料的代表之一。
2.良好的化学稳定性高分子复合材料不会被氧化、腐蚀和崩解,可以在宽广的温度范围内运用,具有良好的抗蚀和化学稳定性。
3.优异的热稳定性高分子复合材料的热稳定性比普通高分子材料更高,长时间高温下不会分解,同时具有良好的绝缘性能,可以在电子电气领域得到广泛应用。
4.良好的导热性能高分子复合材料不仅具有良好的绝缘性,还具有良好的导热性能。
因此,它可以用于设计高性能热管理系统,如散热、电源等。
二、高分子复合材料的结构高分子复合材料由两个或多个不同类型的分子化合而成,属于一种具有多元性的复合材料。
结构上可以分为纤维增强复合材料(FRC)和层间纳米复合材料(NC)两种。
1.纤维增强复合材料纤维增强复合材料是以一定长度的纤维为增强体,将其与基体材料一同结合而成。
纤维通常采用玻璃纤维、碳纤维、芳香族聚酰亚胺纤维等,基体材料则有树脂、金属等。
纤维增强复合材料具有较高的强度和刚度,被广泛应用于航空航天、汽车、高速轨道、建筑结构等领域。
2.层间纳米复合材料层间纳米复合材料是一种在高分子材料矩阵中添加纳米粒子,形成具有多孔结构的复合材料。
层间纳米复合材料的结构易于降低积聚度和热分解,使其具有良好的阻燃性、抗氧化性和稳定性。
同时,层间纳米复合材料具有优秀的介电性能和导电性能,可应用于电池、聚合物导电材料、超容性电容等领域。
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高分子复合材料的性能特点陈金鹏(河北工业大学材料科学与工程学院,材料物理与化学国家重点学科,天津)摘要:简单介绍了稀土/高分子复合材料,磁智能材料,聚合物基纳米复合材料,导电高分子复合材料,磁性纳米高分子复合材料等几种高分子复合材料的性能和特点,以及对它们的制作方法做了简单的介绍。
关键词:高分子复合材料,纳米材料,特性The performance characteristics of polymer compositematerialsChen jin peng(College of Materials Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin, China )Abstract: Introduced several the performance and characteristics of the rare earth/polymer composite material l, magnetic intelligent materials, polymer nanocomposites,conductive polymer composite material, magnetic nano polymer compositemacromolecule composite materials, and their production methods do brieflyintroduced.Key words:Polymer composite materials, Nano materials, characteristics1.1稀土/高分子复合材料在高分子材料科学发展过程中,兼备高分子材料质轻、高比强度、易加工、耐腐蚀的优点,同时又具有光、电、磁、声等性能的特种高分子复合材料备受推崇。
稀土因其电子结构的特殊性而具有光、电、磁等特性,这些特性是人们制备稀土/高分子复合材料强烈的技术和应用的驱动力。
在简单掺混型稀土/高分子复合材料的制备过程中,研究较多的是稀土无机化合物与高分子材料的复合, 后者是热固性树脂或热塑性树脂对稀土化合物与弹性体(热塑性弹性体和热固性弹性体)的复合进行了研究,得到的稀土/天然橡胶复合材料和稀土/聚氨醋热塑性弹性体复合材料,二者不仅常规物理机械性能优异,弹性好,而且还具有极好的防护中子的能力,用稀土化合物与弹性高分子材料进行复合制备的射线屏蔽材料较适合于固定式场所的应用及获得柔软材料,如医用射线防护服等。
进入20世纪80年代,链上直接键合稀土聚合物的研究逐渐展开,并在制备荧光、激光和磁性材料以及光学塑料、催化剂等方面取得了一定成果[1]。
如在尼龙聚合过程中加入环烷酸铈能使硅、铁杂质含量明显降低,聚合度增高,产品的耐磨性成倍提高,耐热性提高10%以上,拉伸强度提高70%[2]。
稀土稳定的PVC试样的玻璃化转变温度比硬脂酸镉稳定试样高3O C,因此稀土可用作PVC和PE等热塑性高分子材料的无毒稳定剂,可有效地解决铅、镉等重金属稳定剂对人体、环境造成的危害。
稀土离子与含(二酮基、吡啶基、羧基、磺酸基高分子配体作用可制成含铕离子或铽离子的稀土高分子发光材料,前者产生613nm的红色荧光,后者发射545nm的绿色荧光[3];而铕离子与含冠醚基的高分子配体作用,获得的是产生强蓝色荧光的材料[4]。
1.2磁智能材料能够对环境感知和响应且具有功能发现能力的“微球”和“纳球”高分子材料是当前智能高分子材料研究的前沿。
“微球”粒径可达"1~100μm,“纳球”粒径小于100nm。
这些“微球”和“纳球”可实现单一输入(如光)、多重响应(电、磁、光、热),多重输入、多重响应功能,这对生物技术领域具有十分重要的意义[5]。
邱广明等[6]以磁性氧化铁胶体粒子为种子粒子,采用吸附-溶胀法,通过苯乙烯等单体的乳液聚合制备了分布均一的亚微米级磁性高分子微球,微球粒径为0.1~0.3μm。
能否用具有磁性的稀土粒子代替氧化铁粒子制备稀土/高分子复合微球,还有待于人们的尝试。
1.3聚合物基纳米复合材料近年来,纳米材料已经在许多科学领域引起了广泛的重视和研究,成为材料科学的热点,世界许多国家都将抢占纳米科学制高点作为21 世纪发展的战略目标。
由于纳米粒子尺寸较小,因表面积很大而产生的量子效应和表面效应,它使得纳米材料具有许多特殊的性质,例如磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化和烧结等许多方面都呈现各种各样的优异性质[7,8]。
纳米复合材料0 (Nanocompsites)是80年代初由Roy等人提出来的,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大小( 1~ 100nm)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[9]。
因此,纳米复合材料可分为无机纳米复合材料、聚合物基P无机复合纳米、聚合物基P聚合物纳米复合材料。
聚合物纳米复合材料是由各种纳米单元与有机高分子材料以各种方式复合成型的一种新型复合材料,所采用的纳米单元按成分分可以是金属, 也可以是陶瓷、高分子等;按几何条件分可以是球状、片状、柱状纳米粒子,甚至是纳米丝、纳米管、纳米膜等;按相结构分可以是单相, 也可以是多相,它涉及的范围很广,广义上说多相高分子复合材料, 只要其某一组成相至少有一维的尺寸处在纳米尺度范围( 1nm~ 100nm)内,就可将其看为高分子纳米复合材料。
对通常的纳米粒子P高分子复合材料按其复合的类型大致可分为三种:纳米微粒与纳米微粒复合( 0- 0 复合) ,复合纳米薄膜( 0- 2复合)和纳米微粒与常规块体复合( 0- 3 复合)。
纳米粒子在高分子基体中可以均匀分散, 也可以非均匀分散; 可能有序排布, 也可能无序排布;复合体系的主要几何参数包括纳米单元的自身几何参数, 空间分布参数和体积分数。
此外,还有1- 3 复合型, 2- 3 复合型高分子纳米复合材料, 高分子纳米多层膜复合材料,有机高分子介孔固体与异质纳米粒子组装的复合材料等等[10]。
原位复合是将热致液晶聚合物与热塑性树脂进行熔融共混,用挤塑或注塑方法进行加工,由于液晶分子有易于自发取向的特点,液晶微区沿外力方向取向形成微纤结构,在熔体冷却时这种微纤结构被原位固定下来,故称为原位复合。
只有当材料的微区尺寸在100nm以下才属于纳米材料。
中科院的黎学东等详细描述了原位成纤复合材料的成纤原理、流变性能、力学性能、形态及形态分布、结晶熔融行为以及影响形态性能的因素。
ICE公司的液晶聚合物P尼龙(LCP PPA)合金, Ho echst Celanese公司的LCP PPA12和40%玻纤增强的液晶聚合物P 聚苯硫醚(LCP PPPS)合金等均已商品化[11]。
由于微纤所起的增强效果有限,其发展前景不如预计的那么乐观。
原位聚合是可使刚性分子链均匀分散的一种复合的新途径。
在柔性聚合物(或其单元)中溶解刚性直棒状聚合物,使其均匀分散在高分子基体中而形成原位分子复合材料,这种方法称为原位聚合法。
钱人元等将吡咯单体溶涨、扩散到柔性链聚合物基体中,以一定的引发剂使吡咯单体在基体中原位就地聚合,制得既有一定导电性,又提高了基体材料力学性能的原位复合材料。
Lindsey[12]等以微量交联的聚乙烯醇做基体,用电化学方法就地使吡咯单体聚合,形成增强微纤,得到PPY PPV A原位分子复合材料。
Niwa[13]等以PVC为基体, 也用电化学合成的方法获得了PPY PPVC分子复合材料膜,其电导率在10- 1~ 10s Pcm 之间。
白宗武等[14]用较低分子量尼龙- 6 作为基体树脂, 以芳香族二醛和芳香族二胺原微缩聚形成刚性分子聚合物作为增强剂制备了分子复合材料。
这种材料的模量比基体材料可提高50%,拉伸强度也得到了提高。
利用模板聚合,将有纳米级尺寸微孔的聚合物浸入另一种单体和氧化剂中,使单体熔涨于纳米级微孔中, 用一定的引发剂获一定的聚合方法使单体在微孔中形成微纤或中空的纳米管,从而形成增强的聚合物P聚合物复合材料。
关于聚合物纳米微纤P聚合物的合成目前已有所报道[15]。
多种有机、无机组份和大量不同的合成方法可供选择, 所以可得到各种各样的新型纳米复合材料。
由于具有优异的力学性能和其它很多方面的综合性能,使它在有机P无机、有机P有机纳米复合材料在高性能工程塑料、阻燃材料、电致发光或光致变材料、半导体与导电材料、新型包装材料等领域都有巨大的应用潜力。
例如,层状硅酸盐与聚合物形成纳米复合材料以后,由于其纳米尺度效应和较强的界面粘结,具有高耐热性、高强度、高模量和低的膨胀系数,而密度仅为一般复合材料的65%- 75%,因此广泛用于航空、汽车领域。
目前,丰田汽车公司已成功将Nylon6 P粘土纳米复合材料应用于汽车上[ 16];一般的阻燃剂加入PA6后,都会在增强阻燃能力的同时,使力学性能降低。
Gllman[ 17]采用纳米粒子改善材料的阻燃性。
通过TEM 观察发现,不但其力学性能没有降低,而是大有增加,而且由于粘土PPA6是复合层结构,粘土起到了绝热作用,阻止了PA6的分解产物的放出,从而提高了PA6基体的阻燃性; Colvin[18]等结合纳米CdSe与聚苯乙烯制得了一种有机P无机复合发光装置, 随着纳米颗粒的大小变化, 发光的颜色也会随着变化; 而采用PEO PNa+2蒙脱土或PEO PLi+2蒙脱土的导电率与PEO盐相近, 但热稳定性更好,在更宽的温度范围保持良好的离子导电性,可用于固态电池的电解质。
PEO PV2O5纳米复合材料成为离子-电子混合导电材料,开拓了新的使用领域。
1.4 导电高分子复合材料长期以来,高分子材料都是被作为电绝缘材料使用的,如果能赋予其导电性,就可进一步拓宽聚合物的应用领域。
1977年美国宾夕法尼亚大学的MacDiarmid教授等首先发现了第一个高导电性高分子材料-经过掺杂处理的聚乙炔,导电率从未经掺杂是的10-10S/cm,挺高12个数量级,达到2×108 S/cm,引起了人们极大的兴趣;此后,又相继发现了TCN Q、聚毗咯等材料,开始了导电聚合物的新时代。
但是,这类材料的稳定性、重现性较差,导电率分布范围较窄,成本较高,尚未能进入批量生产的实用阶段[19]。
美国对导电性高分子复合材料的需求量以每年20%-30%的速度递增,具有很大的市场潜力[20]。
在日本,导电性高分子复合材料也获得了广泛的应用,有关研究课题已被列入通产省于1987年制定的“21世纪产业基础技术研究开发”之中12项优先科研项目之一。