纳米科学技术在高分子材料领域的现状研究

应用技术

0 引言

随着我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高，社会各界对于我国高分子材料领域，特别是纳米科学技术在其中的应用和发展状况等方面越来越关注。科学技术发展水平的持续提升，促进了纳米技术的产生与成熟，纳米科学技术逐步进入到社会生产与生活的各个领域并且取得了突出的成果。如何在此种环境下，全面探索纳米科学技术在高分子材料领域的应用现状，是相关领域工作人员的工作重点之一。

1 纳米粒子的特性

1990年，国际NST会议的首次召开标志着纳米科学技术的正式诞生，在随后的几十年内，相关领域的专家和学者不断推动纳米技术的成熟与完善，并且朝向高分子材料领域迈进。纳米粒子以及高分子材料之间会产生相对的物理影响，因此可以证明纳米粒子和高分子材料治具有范德华力。纳米粒子可以产生转换高分子材料内部分子链的作用力，并且表现出较为分散的分子水平状态。作为材料研究领域当中的最新研究成果，纳米粒子材料不仅具有传统材料的力学特征，而且还具有其他材料所共同具备的特殊功能。按照成分进行划分可以发现，纳米材料既是金属材料也是非金属材料。若按照原子排列的有序程度以及对称性等方面进行分析可以得出，纳米材料还包括了晶态、准晶态以及非晶态等多种不同形式。在多种不同领域当中，纳米材料都具有较好的应用效果，主要特征表现在力学、热学、磁性学、光电学以及催化学等方面[1]。

2 高分子化处理无机纳米颗粒

■2.1 在颗粒表面吸附聚合物

目前，国际上关于无机纳米颗粒的制备技术以及工艺发展水平较高，各个环节之间的连接程度较为密切。以纳米级Ag粉的制备为例，在实际的操作过程中，传统的物理气相蒸发凝聚方法以及化学领域的气相沉淀方法的生产成本较高且生产效率较低。采用液相化学还原法以及化合物分解等方法进行纳米级Ag粉的制备所生产的产品品质较差。相比之下，采用新型高分子化处理技术，能在现有的条件下最大限度地提升产品的品质，并且具有生产工艺较为简单，生产成本较低等方面的优势，工业发展前景较为广阔。高分子材料同金属离子所形成的配合物要比单一金属的离子更加具有容易还原的优势[2]。

■2.2 利用锚固聚合改性技术

在固体表面进行高聚物的接枝实际上是高分子科学研究领域中的一项重要课题内容。例如，将纳米粒子作为核心，采用原位聚合的方法，能实现纳米粒子材料表面的单体粒子聚合，进而得到高分子-纳米材料的复合颗粒。在TiO2粒子的表面吸附一层SDS，之后将MMA单体以及引发剂同时加入到吸附层当中，便可以形成一种新型粒子。此种粒子会以TiO2为核心，PMMA作为外壳，呈现出胶囊化的特征。利用纳米级的二氧化硅材料，可以实现纳米粒子阴离子聚合处理，进而得到接枝嵌段聚合物。

■2.3 制备环节高分子化处理

高分子技术制备纳米粒子还可以通过溶胶-凝胶方法进行，在溶胶-凝胶方法的具体操作过程中，溶胶粒子以及网络结构主要形态会受到生长机制以及颗粒之间相互作用力的影响。为了解决这一问题，可以通过增添高分子表面活性剂的方法，确保纳米颗粒吸附在溶胶粒子周围，并且使不同粒子之间可以保持较高的空间位阻斥力势能。在制备过程中加入适量的AEO，能使溶胶簇团呈现出棒状形态的网状结构，此时利用高分子材料科学领域中的疏水亲脂原理，可以完成纳米粒子的分析。由此可以得出，在纳米材料网络结构以及高分子表面活性较高的溶液当中，纳米粒子的状态同亲水基团以及疏水集团的位置和大小存在密切关系，进而直接对纳米粒子的性能、结构以及粒度产生影响。

3 纳米科学技术在高分子材料改性中的应用■3.1 纳米技术在纤维材料中的应用

通常情况下，纳米复合纤维可以被广义范畴的纳米复合材料以及狭义范畴的纳米复合材料等两种类型。广义的纳米复合纤维主要是指将纳米材料填充到普通纤维材料之中，对现有的纤维材料进行适当改进；相比之下，狭义的纳米复合

纳米科学技术在高分子材料领域的现状研究

汪桃，王行

（陆军步兵学院石家庄校区十大队29队，河北石家庄，050200）

摘要：科学技术的迅猛发展对于高分子材料研究领域带来了许多变化，将纳米科学技术纳入到高分子材料研究领域具有重大意义。基于此，本文首先对纳米颗粒所具有的特性进行了简单概述，随后在此基础上进一步分析了高分子化处理无机纳米颗粒的具体方法，最后重点分析了纳米科学技术在高分子材料领域中的具体应用状况，旨在为关注这一领域的人士提供一些可行性较高的参考意见。

关键词：纳米科学技术；高分子材料；纳米粒子；纤维材料

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遮阳帽等服饰的生产中，同样具有较好的应用效果。不仅如此，纳米粒子还能通过电磁波对使军事国防机构当中的作战

部队产生“隐身”效果，因此在我国国防安保领域中也具有广阔的发展前景[3]。

■3.2 纳米技术在橡胶材料中的应用纳米科学技术在橡胶材料当中的应用，能提升其橡胶材料的综合性能。纳米科学技术与橡胶材料的生产和加工工艺相互结合，产生的纳米复合橡胶可以在尺寸上实现纳米无机离子分散以及在橡胶基体内部实现连续性反应。根据相关领域工作人员的研究显示，以纳米科学技术为依托生产出的橡胶材料可以增强材料的力学性能以及材料的模量和防腐蚀的化学性能。例如，我国某地区的纳米复合橡胶材料的生产和制造单位在实际的研发过程中将纳米粒子作为一种填充材料以相对分散的形态将纳米粒子加入到橡胶基体当中，从而在一定程度上增强纳米粉体量子效应以及小尺寸效应的发挥水平。此外，该地区的纳米复合型橡胶材料的生产单位还进一步提升了纳米颗粒对于橡胶材料的补强效果，提升纳米粉体同橡胶材料之间的相互作用力，有效弥补了橡胶材料表面化学性能缺乏的问题。经过不断的技术革新与生产试验，当地公司生产出的纳米复合材料具有较高的使用特性，

且材料的使用寿命也得到了延长，在国际市场当中得到了广泛好评，为我国经济发展水平的提升作出了积极贡献。 ■3.3 纳米技术在塑料材料中的应用

作为人们日常生产和生活当中的一项应用范围较广的

新型纳米复合型材料具有极强的可塑性同时力学性能

也得到了大幅度提升，此种塑料可以作为车体材料在现代化建设中进行使用。相对于传统的塑料而言，新型纳米复合型材料还具备吸收紫外线的优势，该优势在食品包装当中的使用可以降低环境当中紫外线对于食品的照射强度，有利于产长食品的保鲜时间，确保食品中的营养价值不被破坏。

4 总结

综上所述，纳米科学技术在高分子材料领域中具有较高

的应用和发展水平，对于高分子材料的改性工作具有十分重要的促进作用。纳米科学技术和高分子材料的相互结合具有较为客观的开发前景，有利于相关领域研发和生产特殊功能性材料，增强特殊材料的环境适应能力并且延长特殊材料的使用寿命。利用纳米科学技术成功研发出的复合型纤维、橡

胶以及塑料材料会为人们的生产和生活带来巨大便利。

参考文献

＊ [1]吴官正,肖学良,丁富传.基于SEBS/纳米炭黑复合膜的电阻式应变传感材料制备及其性能研究[J].传感技术学报,2017,30(12):1815-1821.

＊ [2]孙晓丽,张晓云.高分子纳米材料制备的实验设计与实践[J].实验技术与管理,2017,34(12):58-60+65. ＊ [3]闫洪月,张正健.纳米纤维素的制备及其在包装中的应用研

究[J].上海包装,2017(10):62-66.

学生的具体情况，帮助学生的针对学习和自主学习。

参考文献

＊ [1]赵凡.计算机辅助教学的现状及发展[J].科技信息，

2011,23；206-207

＊ [2]EthemAlpaydm 著，范明，咎红英，牛勇常译.机器学习导论[M].北京；机械工业出版社，2009

＊ [3]罗刚，张子宪，自然语言处理原理与技术实现[M].北京；电子工业出版社，2016

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