天然高分子基纳米复合材料

西南林业大学

高分子基/纳米复合材料的现状与前景

专业：[木材科学与技术]

班级：[研一（5）班]

学生姓名：[赵大伟]

导师：[陈太安]

完成时间：2013年8月13日

1 纳米技术及其应用 (2)

1. 1 纳米科学与技术 (2)

1. 2 纳米材料 (3)

1. 3 纳米材料的制备方法 (3)

2 木材中的纳米结构 (4)

2.1 纳米层 (4)

2 . 2 纳米CMF和Matrix以及纳米晶胞 (6)

2 . 3 纤维素分子链簇 (6)

3 纳米技术在木材方面的应用 (6)

3、1 木质基/无机纳米复合材料的研究进展 (7)

3、1、2 溶胶---凝胶法制备木质基/无机纳米复合材料 (7)

3、1、3 插层复合法 (8)

3、2 纤维素基/无机纳米复合材料 (8)

3、3 高分子基/纳米材料的表征方法 (9)

3、3、1 X射线衍射技术 (10)

3、3、2 电子显微技术 (10)

3、3、3 热分析技术 (10)

3、4 制备天然高分子基/纳米复合材料的主要问题 (11)

4 天然高分子基/纳米复合材料应用前景 (11)

参考文献 (12)

高分子基/纳米复合材料的现状与前景

摘要：综合介绍了近年来天然高分子基/纳米复合材料的制备, 对木材/ 无机纳米复合材料研究进展进行了总结与归纳,并且基于木材细胞壁的层构造及其主成分的堆积模型，提出了木材中的纳米空隙构造、纳米构造单元、纳米木材等新概念。木材中的纳米空隙预示着木材具有收容纳米微粒、纳米管、纳米棒等纳米结构单元的空间,木材基/无机纳米复合材料可以在0 - 2，0 - 3尺度上进行操作，并且提出了制备木质基/无机纳米复合材料的方法可以为溶胶- 凝胶法、插层法以及提出了纳米复合材料的几种表征方法，也提出了一些现阶段木质基/纳米复合材料所存在的一些技术盲点和对未来木质纳米复合材料的前景进行了展望。

关键字：纳米尺度；纳米复合材料；纳米结构

Abstract:T he Great Wall big standard variety body start art song ti in Jane Chinese dragon light GuTi Great Wall round line kai ti comprehensive introduced in recent years, / natural polymer nano composite by, on the wood/inorganic nano composite materials research progress on the summary and induction, and based on the cell layer structure of wood and of main components of accumulation model, put forward the nano space structure, lumber nanometer tectonic units, nano wood and other new concept. Lumber nanometer gap in that wood is holding the nano particles, nanotubes, nano stick nano structure unit space, wood base/inorganic nano composite materials can 0-0-2 in 3 scales operation, and put forward the preparation woodiness base/inorganic nano composite method can serve as sol-gel, inserted layer method and puts forward several kinds of the nano composites presented.different methods, but also put forward some present wooden base/nano composites some of the existing technology to blind spots and future woodiness nano composite prospect.

Keywords:Nanometer scale;nano composites;Nano structure 纳米科学技术自诞生以来所取得的成就以及对各个领域的影响和渗透一直引人注目, 被

誉为21 世纪最有前途的材料。1990 年起纳米科技正式有了专业名称, 其标志是美国巴尔的摩首届纳米科技会议并决定出版的纳米结构材料、纳米生物学和纳米技术3种国际刊物，世界各国对纳米科学与技术投入了巨大的人力和物力进行研究, 美国自1999年在自然( 400 卷) 发布重要消息：“美国政府计划加大投资支持纳米技术的兴起, 并把纳米技术列入了政府关键技术、2005 年战略技术”。

欧共体的尤里卡计划、日本的创造科学技术推进事等都将发展纳米科学技术研究列入重点发展计划[ 1]。我国的自然科学基金、863 项目、973 项目、攀登计划以及国家重点实验室都将纳米材料列为优先资助项目。国家自然科学基金在2002年项目指南中强调：“纳米科技是21世纪可能取得重要突破的领域之一, 其与生命科学的交叉研究将得到足够的重视和支持”。从木材科学国内外研究的概况、水平和发展趋势看，近年来无机木材改性剂以其价格低廉、天然无毒日益受到人们的关注, 其加工性能与普通木材相同，对层积、胶合、涂饰无不良影响，其力学强度除韧性有所下降外，弯曲强度、硬度、耐磨性明显提高，具有优良的阻燃性和耐腐性，能最大限度地保留木材的视觉环境学特性[ 2]。因此纳米技术及其在木材科学中的应用是木材科学界所关注的高新技术之一，木质基无机纳米材料将被赋予新的功能。

1 纳米技术及其应用

1. 1 纳米科学与技术

纳米科学与技术( Nano- ST ) 是20 世纪80 年代末诞生并在蓬勃发展的高新科技。纳米( nanometer) 是一个长度单位, 简写为nm。1 nm= 10- 3um = 10- 6mm = 10- 9m =10A。氢原子的直径为1A, 即0. 1 nm, 10个氢原子排列起来的长度等于 1 nm, 由此可见纳米是一个极小的尺寸。因此纳米科学与技术的基本涵义是在0. 1~ 100 nm 范围内研究物质组成体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题, 通过直接操作和安排原子、分子而制造新的物质[ 3]。它标志着人类认识和改造自然的能力已延伸到原子、分子水平，涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、配位化学、化学反应动力学和表面、界面科学等多种学科。

从狭义上看纳米科技主要包括纳米材料学、纳米化学、纳米体系物理学、纳米生物学、纳米电子学、纳米力学和纳米加工学。目前在木材科学可应用的技术是纳米材料技术。纳米材料大致可分为纳米粉末( 0 维) 、纳米纤维(1 维)、纳米膜( 2 维) 、纳米复合材料（3维）等。其中纳米粉末研究开发最为成熟，是制备其他纳米材料的基础。